DE112015001342B4

DE112015001342B4 - Workpiece support device

Info

Publication number: DE112015001342B4
Application number: DE112015001342.3T
Authority: DE
Inventors: Takeo Arikabe; Akira Nakajima; Nobuyuki Wakabayashi; Masumi Shimomura
Original assignee: Komatsu NTC Ltd
Current assignee: Komatsu NTC Ltd
Priority date: 2014-03-20
Filing date: 2015-01-06
Publication date: 2021-05-27
Anticipated expiration: 2035-01-07
Also published as: JP6468709B2; JP2015182152A; WO2015141237A1; DE112015001342T5

Abstract

Werkstückauflagevorrichtung (20, 50, 70B, 90) zur Bereitstellung einer ein Paar von Auflagearmen (26, 27, 91, 92) verwendenden Hilfsabstützung, die einen Lagerteil (15a) einer Kurbelwelle (15) einspannen, wenn die Kurbelwelle (15) maschinell spanend bearbeitet wird, wobei jeder Auflagearm des Paars an Auflagearmen (26, 27, 91, 92) mit einer Mehrzahl von Polstervorrichtungen (31, 31A, 31B, 31C) zum Andrücken des Lagerteils (15a) in einer zentripetalen Richtung, wenn das Paar an Auflagearmen (26, 27, 91, 92) ein Einspannen durchführt, ausgestattet ist und wobei jede Polstervorrichtung der Mehrzahl der Polstervorrichtungen (31, 31A, 31B, 31C) ein Auflagepolster (32, 81, 84, 87) zur Anlage an das Lagerteil (15a) der Kurbelwelle (15) und ein Polsterstützelement (33, 82, 85, 88) zur Abstützung des Auflagepolsters (32, 81, 84, 87) und ein viskoelastisches Element (37, 53, 73, 83, 86, 89, 93), das eine nicht lineare Federkonstante besitzt, die sich entsprechend der Größe der Last verändert, und durch das das Polsterstützelement (33, 82, 85, 88) das Auflagepolster (32, 81, 84, 87) abstützt, aufweist.Workpiece support device (20, 50, 70B, 90) for providing an auxiliary support using a pair of support arms (26, 27, 91, 92) which clamp a bearing part (15a) of a crankshaft (15) when the crankshaft (15) is machined is machined, each support arm of the pair of support arms (26, 27, 91, 92) having a plurality of cushioning devices (31, 31A, 31B, 31C) for pressing the bearing part (15a) in a centripetal direction when the pair of support arms (26, 27, 91, 92) carries out clamping, is equipped and wherein each cushioning device of the plurality of cushioning devices (31, 31A, 31B, 31C) has a support cushion (32, 81, 84, 87) for contact with the bearing part (15a ) the crankshaft (15) and a cushion support element (33, 82, 85, 88) to support the support cushion (32, 81, 84, 87) and a viscoelastic element (37, 53, 73, 83, 86, 89, 93) , which has a non-linear spring constant that changes according to the size of the load, un d through which the cushion support element (33, 82, 85, 88) supports the pad (32, 81, 84, 87).

Description

TECHNISCHES FELDTECHNICAL FIELD

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Werkstückauflagevorrichtung, die eine Hilfsabstützung für ein Werkstück während der maschinell spanenden Bearbeitung bereitstellt und insbesondere eine Werkstückauflagevorrichtung, die zur Abstützung eines langen Werkstücks, wie einer Kurbelwelle, in geeigneter Weise verwendet wird.The present invention relates to a workpiece support device which provides auxiliary support for a workpiece during machining, and more particularly to a workpiece support device which is suitably used to support a long workpiece such as a crankshaft.

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

Wenn eine maschinell spanende Bearbeitung zum Beispiel eines Lagerteils und eines Kurbelzapfenteils einer Kurbelwelle durchgeführt wird, wird in der Umgebung des maschinell spanend zu bearbeitenden Teils Hilfsabstützung benötigt, um zu verhindern, dass die Kurbelwelle aufgrund von Schnittkräften rüttelt. Eine Werkstückauflagevorrichtung, die eine solche Hilfsabstützung bietet, ist zum Beispiel durch das japanische Gebrauchsmuster JP 1988-091333 U bekannt.When machining, for example, a bearing part and a crank pin part of a crankshaft, auxiliary support is required in the vicinity of the machined part to prevent the crankshaft from shaking due to cutting forces. A workpiece support device which offers such an auxiliary support is, for example, disclosed in the Japanese utility model JP 1988-091333 U known.

LITERATURLISTELITERATURE LIST

PatentliteraturPatent literature

JP 1988-091333 UJP 1988-091333 U

Wie die JP 1988-091333 U in 11 zeigt, ist eine Werkstückauflagevorrichtung 100 des Patentdokuments 1 mit einem Paar Auflagearmen 104, 105 ausgestattet, die sich durch vertikale Rotation, an einem jeweiligen Paar Auflagearmspindeln 102, 103, die an einem Seitenteil in einer Richtung der Gesamtbreite des Hauptkörperrahmen 101 auf einem Bett (nicht gezeigt) angeordnet sind, gemeinsam öffnen und schließen zu können. Diese Auflagearme 104, 105 werden durch Expansion oder Kontraktion eines Hydraulikzylinders 106, der zwischen einem Basisende des Auflagearms 105 und dem Hauptkörperrahmen 101 angebracht ist, geöffnet und geschlossen.
Halbkreisförmige Nuten, die in im Wesentlichen zentralen Teilen der sich gegenüberliegenden Seiten des Paars an Auflagearmen 104, 105 ausgebildet sind, sind mit einer Mehrzahl von Auflagepolstern 107, um ein zentripetales Einspannen eines Lagerteils 108a der Kurbelwelle 108 zu ermöglichen, montiert. As the JP 1988-091333 U in 11 shows is a workpiece support device 100 of the patent document 1 with a pair of support arms 104 , 105 equipped, which by vertical rotation, on a respective pair of support arm spindles 102 , 103 attached to a side part in a direction of the entire width of the main body frame 101 are arranged on a bed (not shown) to be able to open and close together. These support arms 104 , 105 are caused by expansion or contraction of a hydraulic cylinder 106 between a base end of the support arm 105 and the main body frame 101 attached, open and closed.
Semicircular grooves formed in substantially central parts of the opposite sides of the pair of support arms 104 , 105 are formed are with a plurality of support pads 107 to centripetal clamping of a bearing part 108a the crankshaft 108 to enable assembled.

An vorderen Enden des Paars an Auflagearmen 104, 105, ist ein Verriegelungsmechanismus 109 zur Verriegelung der Auflagearme 104, 105 in einer geschlossenen Position ausgebildet, wodurch verhindert wird, dass die Auflagearme 104, 105 sich während der maschinell spanenden Bearbeitung der Kurbelwelle 108 öffnen.At the front ends of the pair of support arms 104 , 105 , is a locking mechanism 109 to lock the support arms 104 , 105 formed in a closed position, which prevents the support arms 104 , 105 during the machining of the crankshaft 108 to open.

In einer Kurbelwellenfräse, die mit der vorstehend beschriebenen Werkstückauflagevorrichtung 100 ausgebildet ist, spannt das Paar an Auflagearmen 104, 105 den Lagerteil 108a der Kurbelwelle 108 ein, wodurch eine derartige Zentrierung durchgeführt wird, dass die Mitte des Lagerteils 108a, auf einer Werkstückmittelinie, die ein zentrales Loch der Kurbelwelle als Referenz aufweist, positioniert wird (die Werkstückmittelinie ist eine Line, die sich durch einen Werkstückmittelpunkt, der durch die Markierung Ow in 1 markiert ist, in einer Richtung senkrecht zu der Papieroberfläche erstreckt). Danach wird ein anderer Lagerteil oder Kurbelzapfenteil, der zu dem Lagerteil 108a benachbart ist durch die Auflagearme 104, 105 eingespannt und wird durch Verwenden eines Werkzeugs maschinell spanend bearbeitet.In a crankshaft milling machine with the workpiece support device described above 100 is formed, the pair tensions on support arms 104 , 105 the bearing part 108a the crankshaft 108 a, whereby such a centering is carried out that the center of the bearing part 108a , is positioned on a workpiece center line that has a central hole in the crankshaft as a reference (the workpiece center line is a line that passes through a workpiece center point indicated by the marking Ow in 1 is marked, extending in a direction perpendicular to the paper surface). Then another bearing part or crank pin part becomes the bearing part 108a is adjacent by the support arms 104 , 105 clamped and is machined by using a tool.

Es gibt Fälle, in denen eine maschinell spanend zu bearbeitende Kurbelwelle 108 einen in Bezug auf die Werkstückmittellinie, die das zentrale Loch als Referenz besitzt, exzentrischen Lagerteil 108a, als Ergebnis geringer Genauigkeit des vorhergehenden Arbeitsschritts oder dergleichen aufweist.
In solchen Fällen, wenn die vorstehend beschriebene Zentrierung der Kurbelwelle 108 durch Verwenden des Paars an Auflagearmen 104, 105 durchgeführt wird, wird ein zur Werkstückmittelinie exzentrischer Lagerteil 108a gewaltsam auf der Werkstückmittelinie positioniert und gesichert, wodurch die Kurbelwelle 108 eine Deformation durch gewaltsames Biegen des Lagerteils 108a erfährt und eine maschinell spanende Bearbeitung der deformierten Kurbelwelle 108 erfolgt.
Aus diesem Grund tritt als ein Problem auf, dass die erforderliche Bearbeitungsgenauigkeit nicht eingehalten werden kann. Ein solches Problem ist besonders ausgeprägt, wenn ein langes Objekt, wie eine Kurbelwelle 108, maschinell spanend bearbeitet wird.There are cases where a machined crankshaft 108 a bearing part which is eccentric with respect to the workpiece center line, which has the central hole as a reference 108a , as a result of poor accuracy of the previous operation or the like.
In such cases, when the above-described centering of the crankshaft 108 by using the pair of support arms 104 , 105 is carried out, a bearing part is eccentric to the workpiece center line 108a forcibly positioned and secured on the workpiece center line, causing the crankshaft 108 deformation due to forcible bending of the bearing part 108a experiences and a machining of the deformed crankshaft 108 he follows.
For this reason, there arises a problem that the required machining accuracy cannot be maintained. Such a problem is particularly pronounced when dealing with a long object, such as a crankshaft 108 , is machined.

Wenn die Bearbeitung ohne Werkstückauflagevorrichtung 100 erfolgt, um die durch die Werkstückauflagevorrichtung 100 verursachte Deformation der Kurbelwelle 108 zu verhindern, um dadurch die Bearbeitungsgenauigkeit sicherzustellen, erfährt das Werkstück während der maschinell spanenden Bearbeitung Schwingungen (Ratterschwingungen), wodurch eine fehlerhafte Bearbeitungsoberfläche erhalten wird und eine Geräuschentwicklung stattfindet. Ein solches Phänomen ist besonders ausgeprägt in der Umgebung der Mitte eines Objekts, wo die Auflagesteifigkeit reduziert ist. Um dieses Phänomen zu verhindern, müssen Bearbeitungsbedingungen (wie die Schnittgeschwindigkeit und der Schnittvorschub) angepasst werden (zum Beispiel reduzieren der Schnittgeschwindigkeit und des Schnittvorschubs) für eine reduzierte Last bei der maschinell spanenden Bearbeitung. Jedoch reduziert dies in problematischer Weise die Bearbeitungseffizienz.When machining without a workpiece support device 100 takes place by the workpiece support device 100 caused deformation of the crankshaft 108 To prevent this, in order to ensure the machining accuracy, the workpiece experiences vibrations (chatter vibrations) during machining, whereby a defective machining surface is obtained and noise is generated. Such a phenomenon is particularly pronounced in the vicinity of the center of an object, where the supporting stiffness is reduced. To prevent this phenomenon, machining conditions (such as cutting speed and cutting feed) need to be adjusted (for example, reducing the cutting speed and cutting feed) for a reduced load in machining. However, this problematically reduces the machining efficiency.

Ähnliche Stützvorrichtungen zum zentripetalen Abstützen eines Lagerteils sind auch aus der JP 1981-048401 U bekannt.Similar support devices for centripetal support of a bearing part are also from the JP 1981-048401 U known.

Die DE 32 40 146 A1 offenbart eine Werkstückauflagevorrichtung, die Auflagearme aufweisen, die sich zentripetal an ein Werkstück andrücken. Um die Übertragung von Schwingungen, die von dem Werkstück auf die Auflagearme übertragen werden, zu dämpfen, sind die Auflagearme auf ihrer dem Werkstück abgewandten Endseite dämpfend gelagert. Einerseits ist hierzu eine Drehachse eines jeweiligen Auflagearms als Torsions(feder)element ausgebildet und andererseits wird die Endseite mittels einer Spannfeder an Reibflächen angedrückt.The DE 32 40 146 A1 discloses a workpiece support device having support arms which press centripetally against a workpiece. In order to dampen the transmission of vibrations which are transmitted from the workpiece to the support arms, the support arms are mounted in a damping manner on their end side facing away from the workpiece. On the one hand, an axis of rotation of a respective support arm is designed as a torsion (spring) element and, on the other hand, the end side is pressed against friction surfaces by means of a tension spring.

Ein viskoelastischen Hülsenelement, das Schwingungen dämpfen soll und in welchem eine Hochgeschwindigkeitsspindel geführt ist, ist aus der EP 0 197 457 B1 bekannt.A viscoelastic sleeve element, which is intended to dampen vibrations and in which a high-speed spindle is guided, is from the EP 0 197 457 B1 known.

Elektrorheologische und magnetrheologische Flüssigkeiten zur Fixierung eines Kobens sind im Zusammenhang mit einer Vorrichtung zum Greifen und Spannen eines Objektes aus der DE 102 48 204 A1 bekannt.Electrorheological and magnetic rheological fluids for fixing a cob are in connection with a device for gripping and clamping an object from the DE 102 48 204 A1 known.

Aus der US 3,731,566 A ist eine Werkstückauflagevorrichtung bekannt, bei welcher sich eine Rolle eines Stützelementes an das Werkstück anlegt.From the U.S. 3,731,566 A a workpiece support device is known in which a roller of a support element rests against the workpiece.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Technische AufgabeTechnical task

In Anbetracht der vorstehend beschriebenen Probleme, ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Werkstückauflagevorrichtung bereitzustellen, die dazu ausgebildet ist, ein Werkstück ohne Verursachung von Deformationen des Werkstücks und mit Unterdrückung von Ratterschwingungen abzustützen, während das Werkstück maschinell spanend bearbeitet wird.In view of the above-described problems, it is an object of the present invention to provide a workpiece supporting device which is adapted to support a workpiece without causing deformation of the workpiece and with suppressing chatter while the workpiece is being machined.

Lösung der AufgabeSolution of the task

Diese Aufgabe wird durch eine Werkstückauflagevorrichtung gemäß Anspruch 1 und eine Werkstückauflagevorrichtung gemäß Anspruch 3 gelöst.This object is achieved by a workpiece support device according to claim 1 and a workpiece support device according to claim 3.

Um die vorstehend beschriebene Aufgabe zu lösen, stellt eine Werkstückauflagevorrichtung gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung eine Hilfswerkstückabstützung verwendende Hilfsabstützung für ein Werkstück bereit, wenn das Werkstück maschinell spanend bearbeitet wird, wobei ein viskoelastisches Element, das eine nicht lineare Federkonstante besitzt, die sich entsprechend der Größe der Last verändert, zwischen das Werkstück und die Hilfswerkstückabstützung eingeschoben ist, wenn das Werkstück durch die Hilfswerkstückabstützung abgestützt wird.In order to achieve the above-described object, a workpiece support device according to a first aspect of the invention provides an auxiliary support using auxiliary workpiece support for a workpiece when the workpiece is machined, wherein a viscoelastic element having a non-linear spring constant which varies according to the Size of the load changed, is inserted between the workpiece and the auxiliary workpiece support when the workpiece is supported by the auxiliary workpiece support.

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung stellt eine Werkstückauflagevorrichtung eine ein Paar von Auflagearmen verwendenden Hilfsabstützung, die einen Lagerteil einer Kurbelwelle einspannen, bereit, wenn die Kurbelwelle maschinell spanend bearbeitet wird, wobei das viskoelastische Element zwischen dem Lagerteil der Kurbelwelle und dem Paar an Auflagearmen eingeschoben ist, wenn der Lagerteil durch das Paar an Auflagearmen abgestützt wird.According to a second aspect of the invention, a workpiece support device provides an auxiliary support using a pair of support arms which clamp a bearing part of a crankshaft when the crankshaft is machined with the viscoelastic member sandwiched between the bearing part of the crankshaft and the pair of support arms when the bearing part is supported by the pair of support arms.

Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung, der auf dem zweiten Aspekt basiert, istdas Paar an Auflagearmen mit einer Mehrzahl an Polstervorrichtungen zum Andrücken des Lagerteils in einer zentripetalen Richtung ausgestattet, wenn das Paar an Auflagearmen ein Einspannen durchführt, wobei jede der Mehrzahl der Polstervorrichtungen ein Auflagepolster zur Anlage an das Lagerteil der Kurbelwelle und ein Polsterstützelement zur Abstützung des Auflagepolsters durch das viskoelastische Element aufweist.According to a third aspect of the invention based on the second aspect, the pair of support arms is provided with a plurality of cushion devices for pressing the support member in a centripetal direction when the pair of support arms performs chucking, each of the plurality of cushion devices being a support cushion for resting on the bearing part of the crankshaft and a cushion support element for supporting the support cushion by the viscoelastic element.

Gemäß einem vierten Aspekt der Erfindungkann das Auflagepolster durch ein Rollenelement ausgebildet sein, das durch Folgen der Rotation des Lagerteils der Kurbelwelle während der Rotationsbewegung der Kurbelwelle rotiert.According to a fourth aspect of the invention, the pad may be formed by a roller member that rotates by following the rotation of the bearing part of the crankshaft during the rotational movement of the crankshaft.

Gemäß einem fünften Aspekt der Erfindung, der auf dem dritten Aspekt basiert, kann das Auflagepolster durch ein Verschiebeelement ausgebildet sein, das in verschiebbarem Kontakt mit einer Umfangsoberfläche des Lagerteils der Kurbelwelle während der Rotation der Kurbelwelle steht.According to a fifth aspect of the invention based on the third aspect, the pad may be formed by a slide member that is in slidable contact with a peripheral surface of the bearing part of the crankshaft during rotation of the crankshaft.

Vorteilhafte Effekte der ErfindungAdvantageous Effects of the Invention

Gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung ist in der Werkstückauflagevorrichtung das viskoelastische Element zwischen dem Werkstück und der Hilfswerkstückabstützung eingeschoben, wenn das Werkstück durch die Hilfswerkstückabstützung abgestützt wird, sodass selbst wenn eine solche exzentrische Last zur Deformation des Werkstücks auf das Werkstück von der Hilfswerkstückabstützung wirkt, die exzentrischen Last durch elastische Deformation des viskoelastischen Elements absorbiert werden kann, wodurch das Werkstück gestützt werden kann, ohne deformiert zu werden.
Ferner können Mikroschwingungen (Ratterschwingungen) des Werkstücks, die während des maschinell spanenden Bearbeitens auftreten, durch das viskoelastische Element gedämpft werden. Auf diese Weise können Ratterschwingungen, die mit der maschinell spanenden Bearbeitung des Werkstücks verbunden sind, unterdrückt werden.According to the first aspect of the invention, in the workpiece supporting device, the viscoelastic member is interposed between the workpiece and the auxiliary workpiece support when the workpiece is supported by the auxiliary workpiece support, so that even if such an eccentric load for deformation of the workpiece acts on the workpiece from the auxiliary workpiece support, the eccentric load can be absorbed by elastic deformation of the viscoelastic member, whereby the workpiece can be supported without being deformed.
Furthermore, micro-vibrations (chatter vibrations) of the workpiece, which occur during machining, can be dampened by the viscoelastic element. In this way, chatter vibrations associated with the machining of the workpiece can be suppressed.

Gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung ist in der Werkstückauflagevorrichtung das viskoelastische Element zwischen dem Lagerteil und dem Paar an Auflagearmen eingeschoben, wenn der Lagerteil durch das Paar an Auflagearmen gestützt wird, sodass selbst wenn eine exzentrischen Last zur Deformation der Kurbelwelle von dem Paar Auflagearmen auf die Kurbelwelle wirkt, die exzentrischen Last durch elastische Deformation des viskoelastischen Elements absorbiert werden kann, wodurch die Kurbelwelle ohne deformiert zu werden, gestützt werden kann.
Ferner können Ratterschwingungen der Kurbelwelle, die während des maschinell spanenden Bearbeitens auftreten durch das viskoelastische Element gedämpft werden. Auf diese Weise können Ratterschwingungen, die mit der maschinell spanenden Bearbeitung der Kurbelwelle verbunden sind, unterdrückt werden.According to the second aspect of the invention, the viscoelastic member is interposed between the bearing part and the pair of support arms in the workpiece support device when the bearing part is supported by the pair of support arms, so that even if an eccentric load is applied to the crankshaft from the pair of support arms to the Crankshaft acts, the eccentric load can be absorbed by elastic deformation of the viscoelastic member, whereby the crankshaft can be supported without being deformed.
Furthermore, chatter vibrations of the crankshaft that occur during machining can be dampened by the viscoelastic element. In this way, chatter vibrations associated with machining of the crankshaft can be suppressed.

Gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung, drücken in der Werkstückauflagevorrichtung die Mehrzahl der montierten Polstervorrichtungen den Lagerteil der Kurbelwelle in der zentripetalen Richtung an, wenn das Paar an Auflagearmen ein Einspannen durchführt, wodurch das Lagerteil der Kurbelwelle stabil gestützt wird.
Jede der Mehrzahl der Polstervorrichtungen weist hier das Auflagepolster zum Anliegen an dem Lagerteil der Kurbelwelle und die Polsterstützelemente zum Stützen des Auflagepolsters durch das viskoelastische Element auf, sodass selbst wenn eine exzentrische Last zur Deformation der Kurbelwelle von dem Paar an Auflagearmen auf die Kurbelwelle wirkt, die exzentrische Last durch elastische Deformation der viskoelastischen Elemente absorbiert werden kann, wodurch die Kurbelwelle ohne deformiert zu werden abgestützt werden kann. Ferner werden Ratterschwingungen der Kurbelwelle, die während des maschinell spanenden Bearbeitens auftreten, von dem Auflagepolster auf das viskoelastische Element übertagen, um durch das viskoelastische Element gedämpft zu werden. Auf diese Weise können Ratterschwingungen, die mit der maschinell spanenden Bearbeitung der Kurbelwelle verbunden sind, unterdrückt werden.According to the third aspect of the invention, in the workpiece support device, when the pair of support arms perform chucking, the plurality of the mounted cushion devices press the bearing part of the crankshaft in the centripetal direction, thereby stably supporting the bearing part of the crankshaft.
Each of the plurality of cushion devices here has the pad for abutting the bearing part of the crankshaft and the pad support members for supporting the pad by the viscoelastic member, so that even if an eccentric load to deform the crankshaft from the pair of support arms acts on the crankshaft, eccentric load can be absorbed by elastic deformation of the viscoelastic elements, whereby the crankshaft can be supported without being deformed. Furthermore, chatter vibrations of the crankshaft that occur during machining are transmitted from the pad to the viscoelastic element to be damped by the viscoelastic element. In this way, chatter vibrations associated with machining of the crankshaft can be suppressed.

In der Werkstückauflagevorrichtung gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung wird das Auflagepolster durch das Rollenelement, das durch Folgen der Rotation des Lagerteils der Kurbelwelle während der Rotation der Kurbelwelle rotiert, ausgebildet, sodass selbst in Fällen, in denen eine maschinell spanende Bearbeitung einer rotierenden Kurbelwelle durchgeführt wird, der Lagerteil der Kurbelwelle stabil während der Rotationsbewegung der Kurbelwelle durch das Auflagepolster geführt wird.In the workpiece support device according to the fourth aspect of the invention, the support pad is formed by the roller member that rotates by following the rotation of the bearing part of the crankshaft during the rotation of the crankshaft, so that even in cases where machining of a rotating crankshaft is performed , the bearing part of the crankshaft is stably guided by the support pad during the rotational movement of the crankshaft.

In der Werkstückauflagevorrichtung gemäß dem fünften Aspekt der Erfindung kann das Auflagepolster durch ein Verschiebelement ausgebildet sein, das in verschiebbarem Kontakt mit der Umfangsoberfläche des Lagerteils der Kurbelwelle während der Rotationsbewegung der Kurbelwelle steht, sodass selbst in Fällen, in denen eine maschinell spanende Bearbeitung mit der rotierenden Kurbelwelle durchgeführt wird, ähnlich wie gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung, das Lagerteil der Kurbelwelle stabil während der Rotationsbewegung der Kurbelwelle durch das Auflagepolster geführt werden kann.In the workpiece support device according to the fifth aspect of the invention, the support pad can be formed by a slide member that is in slidable contact with the peripheral surface of the bearing part of the crankshaft during the rotational movement of the crankshaft, so that even in cases where machining with the rotating Crankshaft is carried out, similar to the fourth aspect of the invention, the bearing part of the crankshaft can be stably guided by the pad during the rotational movement of the crankshaft.

FigurenlisteFigure list

1 Fig. 3 is a general perspective view of a crankshaft milling cutter equipped with a workpiece support device according to a first exemplary embodiment of the invention.
2 shows a state in which a workpiece is clamped between two workpiece headstocks of the crankshaft milling machine.
3rd Fig. 13 is a front view of the workpiece supporting device according to the first exemplary embodiment.
4th Fig. 13 is an enlarged view of an essential part of the workpiece supporting device.
5 Fig. 13 is a front view showing an internal structure of the cushion device of the workpiece support device.
6th Figure 3 is a side view of the cushioning device.
7th Fig. 13 is a front view of an essential part of a machining center equipped with a workpiece support device according to a second exemplary embodiment of the present invention.
8 (a) and 8 (b) are respective side views of essential parts of a grinding machine that is equipped with a workpiece support device according to a third exemplary embodiment of the invention, wherein 8 (a) represents a state in which the workpiece is supported by the workpiece support device without viscoelasticity, and 8 (b) represents a state in which the workpiece support device is supported with viscoelasticity.
9 illustrates variations of the workpiece support device of the first exemplary embodiment.
10 shows a variation of the workpiece support device of the third exemplary embodiment.
11 Fig. 3 is a front view of a conventional workpiece support device.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELEDESCRIPTION OF THE EXEMPLARY EMBODIMENTS

Konkrete exemplarische Ausführungsbespiele einer Werkstückauflagevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend mit Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen veranschaulicht.Specific exemplary embodiments of a workpiece support device according to the present invention are illustrated below with reference to the accompanying drawings.

Erstes exemplarisches AusführungsbeispielFirst exemplary embodiment

1 FIG. 13 is a general perspective view of a crankshaft milling machine equipped with a workpiece support device according to the first exemplary embodiment, and FIG 2 shows a state in which a workpiece is clamped between two workpiece headstocks of the crankshaft milling machine.

Kurzbeschreibung der KurbelwellenfräseBrief description of the crankshaft milling machine

Die in 1 gezeigte Kurbelwellenfräse 1 ist eine Kurbelwelleninnenfräse eines werkstückfixierenden Typs und umfasst zwei Fräsaggregate 4, die zwischen zwei Werkstückspindelstöcken 3 einander gegenüberliegend auf einem Bett 2 angeordnet sind.In the 1 shown crankshaft milling machine 1 is a crankshaft internal milling machine of a workpiece-fixing type and comprises two milling units 4th between two workpiece headstocks 3rd opposite each other on a bed 2 are arranged.

Beschreibung der FräsaggregateDescription of the milling units

Jedes der Fräsaggregate 4 weist einen Sattel 5, der auf dem Bett 2 in einer Längsrichtung frei bewegbar ist und einen Schlitten 6, der auf dem Sattel 5 entlang einer Y-Achse (in einer Tiefenrichtung), orthogonal zur Z-Achse, frei bewegbar ist. Der Schlitten 6 ist mit einem Schwenkkopf 9 montiert, der ein Ende aufweist, das an einer Spindel 7 gelagert ist, und das andere Ende vertikal (entlang einer X-Achse) durch einen auf dem Schlitten 6 angeordneten Schwenkmechanismus 8 schwenkbar ist.
Eine Frästrommel 11 ist innerhalb des Schwenkkopfs 9 ausgebildet, wird durch einen Frästrommelmotor 10 angetrieben und weist ein Werkzeug 13 auf, das durch einen Werkzeugadapter 12 montiert ist.Each of the milling units 4th has a saddle 5 that on the bed 2 is freely movable in a longitudinal direction and a carriage 6th who is on the saddle 5 is freely movable along a Y-axis (in a depth direction), orthogonal to the Z-axis. The sled 6th is with a swivel head 9 mounted that has one end attached to a spindle 7th and the other end vertically (along an X-axis) through one on the carriage 6th arranged pivot mechanism 8th is pivotable.
A milling drum 11 is inside the swivel head 9 is formed by a milling drum motor 10 driven and has a tool 13th on that through a tool adapter 12th is mounted.

Die Werkstückauflagevorrichtung 20 ist auf dem Sattel 5 jedes Fräsaggregats 4 angeordnet. Wie in 2 gezeigt, ist es die Rolle der Werkstückauflagevorrichtung 20 durch Ausbildung einer Hilfsabstützung der Kurbelwelle 15, deren beide Enden durch entsprechende Spannfutter 14, die an den jeweiligen gegenüberliegenden Seiten der Werkstückspindelstöcke 3 ausgebildet sind, zu verhindern, dass eine Kurbelwelle 15, als ein zu bearbeitendes Objekt (Werkstück), aufgrund von Schnittkräften, die auftreten, wenn ein Lagerteil 15a und ein Kurbelzapfenteil 15b der Kurbelwelle durch das Werkzeug 13 maschinell spanend bearbeitet werden, rüttelt.The workpiece support device 20th is on the saddle 5 every milling unit 4th arranged. As in 2 shown, it is the role of the workpiece support device 20th by forming an auxiliary support for the crankshaft 15th both ends of which are secured by corresponding chucks 14th on the respective opposite sides of the workpiece headstocks 3rd are designed to prevent a crankshaft 15th , as an object (workpiece) to be machined, due to cutting forces that occur when a bearing part 15a and a crank pin part 15b the crankshaft through the tool 13th are machined, shakes.

Beschreibung der WerkstückauflagevorrichtungDescription of the workpiece support device

Mit Bezug auf 3 bis 6, erfolgt nachfolgend eine detaillierte Beschreibung der Werkstückauflagevorrichtung 20. 3 ist eine Frontansicht der Werkstückauflagevorrichtung 20 gemäß dem ersten exemplarischen Ausführungsbeispiel und 4 ist eine vergrößerte Ansicht eines wesentlichen Teils der Werkstückauflagevorrichtung 20. 5 ist eine Frontansicht, die eine innere Struktur der Polstervorrichtung 31 der Werkstückauflagevorrichtung 20 zeigt und 6 ist eine Seitenansicht der Polstervorrichtung 31.Regarding 3rd to 6th , a detailed description of the workpiece support device follows 20th . 3rd Fig. 3 is a front view of the workpiece support device 20th according to the first exemplary embodiment and 4th Fig. 13 is an enlarged view of an essential part of the workpiece supporting device 20th . 5 Fig. 13 is a front view showing an internal structure of the cushion device 31 the workpiece support device 20th shows and 6th Figure 3 is a side view of the cushioning device 31 .

Wie in 3 gezeigt, weist die Werkstückauflagevorrichtung 20 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel einen Hauptkörperrahmen 22 auf, der einen unteren Teil aufweist, der an eine Kugelgewindetriebachse 21 geschraubt ist, um frei auf dem Bett 2 entlang der Z-Achse (in einer Richtung senkrecht zu einer Papieroberfläche der 3) bewegbar zu sein. Eine Öffnung 23 ist in einem zentralen Teil des Hauptkörperrahmens 22 ausgebildet. Ein Seitenteil des Hauptkörperrahmens 22 ist mit einem Paar Auflagearmspindeln 24, 25 ausgebildet und ein Paar Auflagearme 26, 27 rotiert senkrecht auf diesen Spindel 24, 25, um sich jeweils zusammen öffnen und schließen zu können. Die Auflagearme 26, 27 werden durch Expansion und Kontraktion eines hydraulischen Zylinders 28, der zwischen einem Basisende des Auflagearms 27 und dem Hauptkörperrahmen 22 angebracht ist, geöffnet und geschlossen.
An dem anderen Seitenteil des Hauptkörperrahmens 22, ist ein Verriegelungsmechanismus 29 zum Verriegeln des Paars an Auflagearmen 26, 27 in einer geschlossenen Position ausgebildet, wodurch verhindert wird, dass sich die Auflagearme 26, 27 öffnen, während ein maschinell spanendes Bearbeiten der Kurbelwelle 15 durchgeführt wird.As in 3rd shown, has the workpiece support device 20th according to the present embodiment, a main body frame 22nd on, which has a lower part attached to a ball screw shaft 21 is screwed to free on the bed 2 along the Z-axis (in a direction perpendicular to a paper surface of the 3rd ) to be movable. An opening 23 is in a central part of the main body frame 22nd educated. A side part of the main body frame 22nd comes with a pair of support arm spindles 24 , 25th trained and a pair of support arms 26th , 27 rotates perpendicular to this spindle 24 , 25th to be able to open and close together. The support arms 26th , 27 are made by expansion and contraction of a hydraulic cylinder 28 between a base end of the support arm 27 and the main body frame 22nd attached, open and closed.
On the other side of the main body frame 22nd , is a locking mechanism 29 to lock the pair on support arms 26th , 27 formed in a closed position, which prevents the support arms from moving 26th , 27 open while machining the crankshaft 15th is carried out.

Wie in 4 gezeigt, sind halbkreisförmige Nuten 26a, 27a jeweils an im Wesentlichen zentralen Teilen der gegenüberliegenden Seiten der Auflagearme 26, 27 ausgebildet und mit einer Mehrzahl von Polstervorrichtungen 31 über Polsterhalterungen 30 montiert. Die Rolle der Polstervorrichtungen 31 ist es, den Lagerteil 15a der Kurbelwelle 15 in einer zentripetalen Richtung anzudrücken, wenn das Paar an Auflagearmen 26, 27 ein Einspannen durchführt. Der Lagerteil 15a der Kurbelwelle 15 kann dadurch stabiler durch die Polstervorrichtungen 31 gestützt werden.As in 4th shown are semicircular grooves 26a , 27a each on essentially central parts of the opposite sides of the support arms 26th , 27 formed and with a plurality of cushioning devices 31 via upholstery brackets 30th assembled. The role of the upholstery devices 31 is to the bearing part 15a the crankshaft 15th pressing in a centripetal direction when the pair of support arms 26th , 27 performs a clamping. The storage part 15a the crankshaft 15th can thereby be more stable due to the cushioning devices 31 be supported.

Beschreibung der PolstervorrichtungenDescription of the upholstery devices

Wie in 5 gezeigt, weist jede der Polstervorrichtungen 31 ein Auflagepolster 32, das an einem Lagerteil 15a der Kurbelwelle 15 anliegt, und ein Polsterstützelement 33 zum Abstützen des Auflagepolsters 32 auf.As in 5 each of the cushioning devices 31 a pad 32 that is attached to a bearing part 15a the crankshaft 15th and a cushion support element 33 to support the pad 32 on.

Beschreibung des AuflagepostersDescription of the edition poster

Das Auflagepolster 32 ist mit einem Querstab 32b ausgebildet, der einstückig mit einem vertikalen Stab 32a, der sich zu dem Werkstückzentrum Ow erstreckt, ausgebildet, um die Form des Buchstaben T aufzuweisen und es einer Vorderendseite des vertikalen Stabs 32a zu erlauben an der Umfangsoberfläche des Lagerteils 15a anzuliegen.The pad 32 is with a cross bar 32b formed integrally with a vertical rod 32a extending to the workpiece center Ow is formed to have the shape of the letter T and it is a front end side of the vertical rod 32a to allow on the peripheral surface of the bearing part 15a to lie on.

Beschreibung des PolsterstützelementsDescription of the upholstery support element

Das Polsterstützelement 33 umfasst einen Gehäusehauptkörper 34, der durch ein relativ dickes plattenförmiges Element ausgebildet wird und eine Nutaussparung 34a aufweist, die sich zu dem Werkstückzentrum Ow hin öffnet.
Ein Paar aufgedrückter Deckel 35 wird durch Befestigungsbolzen 36 auf einer dem Werkstückzentrum Ow zugewandten öffnungsseitigen Endfläche des Gehäusehauptkörpers 34 befestigt. Jeder der aufgedrückten Deckel 35 weist eine erste innere Seitenfläche 35a auf, die einwärts um ihre Seite, die an dem Gehäusehauptkörper 34 zu montieren ist, und in einer sich von der inneren Seitenfläche 35a über eine Stufe 35b zu dem Werkstückzentrum Ow erstreckenden Richtung gerichtet ist, wobei eine zweite innere Seitenfläche 35c von ihrem einwärts vorstehenden Teil einwärts gewandt ist.The upholstery support element 33 includes a case main body 34 , which is formed by a relatively thick plate-shaped element and a groove recess 34a which opens towards the workpiece center Ow.
A pair of pressed-on lids 35 is secured by fastening bolts 36 on an opening-side end face of the housing main body facing the workpiece center Ow 34 attached. Each of the pushed-on lids 35 has a first inner side surface 35a on that inwards around its side that is on the case main body 34 to be mounted, and in one away from the inner side surface 35a over one level 35b is directed towards the workpiece center Ow extending direction, wherein a second inner side surface 35c facing inward from its inwardly protruding part.

Das Auflagepolster 32 ist in dem Polsterstützelement 33 derart gelagert, dass bei innerhalb der Nutaussparungen 34a angeordnetem Querstab 32b, der vertikale Stab 32a durch einen Raum zwischen den jeweiligen gegenüberliegenden inneren Seitenflächen 35c des Paars der aufgedrückter Deckel 35 hindurchläuft und sich von den aufgedrückten Deckeln 35 in Richtung des Werkstückzentrums Ow erstreckt.The pad 32 is in the cushion support element 33 stored in such a way that when within the groove recesses 34a arranged cross bar 32b , the vertical bar 32a by a space between the respective opposing inner side surfaces 35c of the pair of pressed-on lids 35 runs through and from the pressed-on lids 35 extends in the direction of the workpiece center Ow.

Beschreibung des viskoelastischen ElementsDescription of the viscoelastic element

Das viskoelastische Element 37 (durch viskoelastische Elemente 37a bis 37d gebildet) ist zwischen dem Polsterstützelement 33 und dem Auflagepolster 32 eingesetzt, wodurch das Auflagepolster 32 durch das Polsterstützelement 33 über das viskoelastische Element 37 gestützt wird. Insbesondere ist das viskoelastische Element 37a zwischen der innersten Fläche der Nutaussparung 34a des Hauptkörpers und dem Querstab 32b des Polsterstützelements 32 angeordnet, ist das viskoelastische Element 37b zwischen einer innersten Fläche der Nutaussparung 34a und dem Querstab 32b angeordnet und das viskoelastische Element 37c zwischen der ersten inneren Seitenfläche 35a des Paars aufgedrückter Deckel 35 und dem vertikalen Stab 32a des Auflagepolsters 32 angeordnet.The viscoelastic element 37 (through viscoelastic elements 37a to 37d formed) is between the cushion support element 33 and the pad 32 used, making the pad 32 through the upholstery support element 33 about the viscoelastic element 37 is supported. In particular, the viscoelastic element is 37a between the innermost surface of the groove recess 34a of the main body and the cross bar 32b of the upholstery support element 32 arranged, is the viscoelastic element 37b between an innermost surface of the groove recess 34a and the crossbar 32b arranged and the viscoelastic element 37c between the first inner side surface 35a of the pair of pressed-on lids 35 and the vertical bar 32a of the pad 32 arranged.

Es sei hier angemerkt, dass das viskoelastische Element 37 ein Federelement, ein Dämpferelement und eine nichtlineare Federkonstante aufweist. Mit anderen Worten, wenn das viskoelastische Element 37 unter einer Last deformiert wird, verändert sich die Federkonstante des viskoelastische Elements 37 entsprechend der Größe der Last. Beispiele des viskoelastischen Elements 37 umfassen Gummi und dergleichen.It should be noted here that the viscoelastic element 37 comprises a spring element, a damper element and a non-linear spring constant. In other words, when the viscoelastic element 37 is deformed under a load, the spring constant of the viscoelastic element changes 37 according to the size of the load. Examples of the viscoelastic element 37 include rubber and the like.

Erforderliche Abstandsstücke 38 werden zwischen der innersten Oberfläche der Nutaussparung 34a des Gehäusehauptkörpers 34 und dem viskoelastische Element 37a eingesetzt. Durch verändern der Anzahl der Abstandsstücke 38 kann ein zulässiger Druckwert mit Bezug auf das Lagerteil 15a der Kurbelwelle 15 eingestellt werden.Required spacers 38 are between the innermost surface of the groove recess 34a of the case main body 34 and the viscoelastic element 37a used. By changing the number of spacers 38 can be a permissible pressure value with reference to the bearing part 15a the crankshaft 15th can be set.

Wie in 6 dargestellt, sind der Gehäusehauptkörper 34 und das Paar aufgedrückter Deckel 35 von beiden Seiten durch Abdeckelemente 39 abgedeckt. Es sei auch angemerkt, dass das viskoelastische Element 37d zwischen jedem der Abdeckelemente 39 und dem Auflagepolster 32 angeordnet ist.As in 6th shown are the case main body 34 and the pair of pressed-on lids 35 from both sides through cover elements 39 covered. It should also be noted that the viscoelastic element 37d between each of the cover elements 39 and the pad 32 is arranged.

In der Kurbelwellenfräse 1, die mit der Werkstückauflagevorrichtung 20, die gemäß der vorstehend beschriebenen Struktur ausgebildet ist, spannt das Paar Auflagearme 26, 27 den Lagerteil 15a der Kurbelwelle 15, wie in 3 gezeigt, ein, um zu verhindern, dass die Kurbelwelle 15 aufgrund der Schneidkraft, die bei der maschinell spanenden Bearbeitung des Lagerteils 15a und des Kurbelzapfenteils 15b auftritt, rüttelt. Dementsprechend wird der Lagerteil 15a der Kurbelwelle 15 in einer zentripetalen Richtung durch die Mehrzahl der Polstervorrichtungen 31 angedrückt.In the crankshaft milling machine 1 with the workpiece support device 20th formed according to the structure described above, the pair of support arms bias 26th , 27 the bearing part 15a the crankshaft 15th , as in 3rd shown one to prevent the crankshaft 15th due to the cutting force that occurs when machining the bearing part 15a and the crank pin part 15b occurs, shakes. The bearing part becomes accordingly 15a the crankshaft 15th in a centripetal direction through the plurality of cushioning devices 31 pressed on.

Es gibt Fälle, in denen eine Kurbelwelle 15 aufgrund geringer Genauigkeit des vorhergehenden Arbeitsschritts oder dergleichen Lagerteile 15a aufweist, die ein zentrales Loch aufweisen, das in Bezug auf die Werkstückmittellinie Sw exzentrisch ist (vgl. 2). Da eine solche Zentrierung, um das Zentrum des exzentrischen Lagerteils 15a gewaltsam mit der Werkstückmittellinie Sw auszurichten, durch Einspannen mit den Auflagearmen 26, 27 durchgeführt wird, wirkt von den Haltearmen 26, 27 eine exzentrische Kraft auf die Kurbelwelle 15, um die Kurbelwelle 15 zu deformieren.There are cases when a crankshaft 15th due to poor accuracy of the previous work step or similar bearing parts 15a which have a central hole which is eccentric with respect to the workpiece center line Sw (cf. 2 ). Because such a centering to the center of the eccentric bearing part 15a forcibly aligning with the workpiece center line Sw by clamping with the support arms 26th , 27 is carried out, acts on the holding arms 26th , 27 an eccentric force on the crankshaft 15th to the crankshaft 15th to deform.

Beschreibung der EffekteDescription of the effects

In der Werkstückauflagevorrichtung 20 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wie in 5 gezeigt, wird das Auflagepolster 32, das an dem Lagerteil 15a der Kurbelwelle 15 anliegt durch das Polsterstützelement 33 durch das viskoelastische Element 37 gestützt, das zwischen das Lagerteil 15a und die Auflagearme 26, 27 eingeschoben ist, wenn das Lagerteil 15a durch die Auflagearme 26, 27 gestützt wird. Daher kann, selbst wenn die exzentrische Last von den Auflagearmen 26, 27 zum Deformieren auf die Kurbelwelle 15 wirkt, die exzentrische Last durch elastische Deformation des viskoelastischen Elements 37 (insbesondere des viskoelastischen Elements 37a) absorbiert werden, wodurch die Kurbelwelle 15 abgestützt werden kann, ohne deformiert zu werden.In the workpiece support device 20th according to the present embodiment, as in 5 shown is the pad 32 that on the bearing part 15a the crankshaft 15th rests through the upholstery support element 33 through the viscoelastic element 37 supported that between the bearing part 15a and the support arms 26th , 27 is inserted when the bearing part 15a through the support arms 26th , 27 is supported. Therefore, even if the eccentric load from the support arms 26th , 27 to deform on the crankshaft 15th acts, the eccentric load by elastic deformation of the viscoelastic element 37 (especially the viscoelastic element 37a) be absorbed, causing the crankshaft 15th can be supported without being deformed.

Demnach kann, selbst wenn die Kurbelwelle 15 einen Lagerteil 15a aufweist, der mit Bezug auf die Werkstückmittellinie Sw mit dem zentralen Loch als Referenz, exzentrisch ist, zum Beispiel als Ergebnis geringer Genauigkeit des vorhergehenden Arbeitsschritts oder dergleichen, die gewünschte Bearbeitungsgenauigkeit bei der maschinell spanenden Bearbeitung durch Verwenden des zentralen Lochs als Referenz sichergestellt werden.Accordingly, even if the crankshaft 15th a bearing part 15a which is eccentric with respect to the workpiece center line Sw with the central hole as a reference, for example, as a result of poor accuracy of the previous working step or the like, the desired machining accuracy in machining can be ensured by using the central hole as a reference.

Ferner können Ratterschwingungen der Kurbelwelle 15, die während der maschinell spanenden Bearbeitung von dem Auflagepolster 32 auf das viskoelastische Element 37 übertragen werden, somit durch das viskoelastische Element 37 gedämpft werden, sodass Ratterschwingungen, die mit der maschinell spanenden Bearbeitung der Kurbelwelle 15 auftreten, unterdrückt werden können.Furthermore, chatter vibrations of the crankshaft 15th that are removed from the support pad during machining 32 on the viscoelastic element 37 are transmitted, thus through the viscoelastic element 37 be dampened so that chatter vibrations that occur with the machining of the crankshaft 15th occur, can be suppressed.

Zweites exemplarisches AusführungsbeispielSecond exemplary embodiment

7 ist eine Frontansicht eines wesentlichen Teils eines Bearbeitungszentrums 41, das mit einer Werkstückauflagevorrichtung 50 gemäß einem zweiten erfindungsgemäßen exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung ausgestattet ist. 7th Fig. 13 is a front view of an essential part of a machining center 41 with a workpiece support device 50 is equipped according to a second exemplary embodiment of the invention according to the invention.

Das Bearbeitungszentrum 41, das in 7 gezeigt ist, führt eine maschinell spanende Bearbeitung eines blockförmigen Werkstücks 44, das fest auf einem Tisch 42 durch Werkstückpositioniervorrichtungen 43 platziert ist, mittels eines Schneidwerkzeugs 46, wie einem Fräswerkzeug, das durch einen ATC (automatischen Werkzeugwechsler), der nicht gezeigt ist, an eine Hauptspindel 45 montiert ist, durch. Dieses Bearbeitungszentrum 41 ist mit einer Werkstückauflagevorrichtung 50 ausgestattet, die Hilfsabstützung für das Werkstück 44, durch Halten des Werkstücks 44 zwischen dem Tisch 42 und der Werkstückauflagevorrichtung 50, bietet.The machining center 41 , this in 7th shown, machining performs a block-shaped workpiece 44 that is stuck on a table 42 through workpiece positioning devices 43 is placed by means of a cutting tool 46 such as a milling tool attached to a main spindle by an ATC (Automatic Tool Changer), not shown 45 is mounted by. This machining center 41 is with a workpiece support device 50 equipped, the auxiliary support for the workpiece 44 by holding the workpiece 44 between the table 42 and the workpiece support device 50 , offers.

Die Werkstückauflagevorrichtung 50 umfasst Werkstückspanner 52, die sich über die jeweilige Seitengrenze des Werkstücks 44 von dem jeweiligen Stützelementen 51, die neben den jeweiligen Seiten des Werkstücks 44 auf dem Tisch 42 angeordnet sind, erstrecken. An einem vorderen Ende jedes der Werkstückspanner 52 ist ein viskoelastisches Element 53, das an einer oberen Oberfläche der Seitengrenze des Werkstücks 44 anliegen kann, montiert.The workpiece support device 50 includes workpiece clamps 52 that extend over the respective side border of the workpiece 44 of the respective support elements 51 that are next to the respective sides of the workpiece 44 on the table 42 are arranged, extend. At a front end of each of the workpiece clamps 52 is a viscoelastic element 53 that is on an upper surface of the side boundary of the workpiece 44 can be attached.

Mit der Werkstückauflagevorrichtung 50 des vorliegenden Ausführungsbeispiels werden Ratterschwingungen des Werkstücks 44, die während der maschinell spanenden Bearbeitung auftreten auf das viskoelastische Element 53 übertragen und durch das viskoelastische Element 53 gedämpft, sodass die Ratterschwingungen, die mit der maschinell spanenden Bearbeitung des Werkstücks 44 verbunden sind unterdrückt werden können.
In Fällen, in denen zum Beispiel eine Werkstückauflagevorrichtung 50 mit einer hohen Steifigkeit für ein Werkstück mit einer niedrigen Steifigkeit verwendet wird, kann die Kraft, die auf das Werkstück von einer solchen Werkstückauflagevorrichtung 50 wirkt, eine Deformation des Werkstücks verursachen.With the workpiece support device 50 of the present embodiment, there are chatter vibrations of the workpiece 44 that occur during machining on the viscoelastic element 53 transferred and through the viscoelastic element 53 dampened so that the chatter vibrations that occur with the machining of the workpiece 44 connected can be suppressed.
In cases where, for example, a workpiece support device 50 with a high rigidity is used for a workpiece with a low rigidity, the force exerted on the workpiece by such a workpiece support device 50 acts, cause deformation of the workpiece.

Bei der Verwendung der Werkstückauflagevorrichtung 50 für ein Werkstück mit einer solchen niedrigen Steifigkeit ist das viskoelastische Element 53 zwischen das Werkstück 44 und den Werkstückspanner 52 eingeschoben, wenn das Werkstück 44 durch den Werkstückspanner 52 gestützt wird, sodass selbst wenn eine solche Kraft zur Deformation des Werkstücks 44 auf das Werkstück 44 von dem Werkstückspanner 52 wirkt, die Kraft durch elastische Deformation des viskoelastischen Elements 53 absorbiert werden kann, wodurch das Werkstück ohne deformiert zu werden, gestützt werden kann.When using the workpiece support device 50 for a workpiece with such low rigidity, the viscoelastic element is 53 between the workpiece 44 and the workpiece clamp 52 inserted when the workpiece 44 through the workpiece clamp 52 is supported, so that even if such a force is used to deform the workpiece 44 on the workpiece 44 from the workpiece clamp 52 acts, the force through elastic deformation of the viscoelastic element 53 can be absorbed, whereby the workpiece can be supported without being deformed.

Drittes exemplarisches AusführungsbeispielThird exemplary embodiment

8(a) und 8(b) sind jeweilige Seitenansichten von wesentlichen Teilen einer Schleifmaschine, die mit einer Werkstückauflagevorrichtung gemäß einem dritten exemplarischen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel ausgestattet ist, dargestellt, wobei 8(a) einen Zustand, in dem das Werkstück durch die Werkstückauflagevorrichtung 70A ohne Viskoelastizität gestützt wird, darstellt und 8(b) einen Zustand, in dem die Werkstückauflagevorrichtung 70B mit Viskoelastizität gestützt wird, dargestellt. 8 (a) and 8 (b) are respective side views of essential parts of a grinding machine, which is equipped with a workpiece support device according to a third exemplary embodiment of the invention, shown, wherein 8 (a) a state in which the workpiece is passed through the workpiece support device 70A without viscoelasticity is supported, represents and 8 (b) a state in which the workpiece support device 70B supported with viscoelasticity.

Die in den 8(a) und 8(b) dargestellte Schleifmaschine 61 führt mittels eines drehbar angetriebenen Schleifsteins 63 ein Oberflächenschleifen eines langen Werkstücks 62 mit relativ kleinem Durchmesser, dessen beide Enden durch entsprechende Spannfutter (nicht gezeigt) gestützt sind, durch. Diese Schleifmaschine 61 ist mit den Werkstückauflagevorrichtungen 70A, 70B ausgestattet, die eine Hilfsabstützung des Werkstücks 62 durch Halten des Werkstücks 62 zwischen dem Schleifstein 63 und den Werkstückauflagevorrichtungen 70A, 70B ausbildet.The ones in the 8 (a) and 8 (b) illustrated grinding machine 61 guides by means of a rotatably driven grindstone 63 a surface grinding of a long workpiece 62 with a relatively small diameter, both ends of which are supported by corresponding chucks (not shown). This grinder 61 is with the workpiece support devices 70A , 70B equipped, which is an auxiliary support for the workpiece 62 by holding the workpiece 62 between the grindstone 63 and the workpiece support devices 70A , 70B trains.

Wie in 8(a) gezeigt, ist die Werkstückauflagevorrichtung 70A konstruiert durch ein erstes Auflageelement 71, das das Werkstück 62 von unten zur Verhinderung von Deformation, die durch eine Tangentialkraft (Abwärtskraft), die durch die Schwerkraft und die Rotation des Schleifsteins 63 entsteht, abstützt, und ein zweites Auflageelement 72, das das Werkstück 62 von einer dem Schleifstein 63 zugewandten Seite zur Verhinderung von Deformation in Bezug auf den Bearbeitungsvorschub des Schleifsteins 63 abstützt.
Wie in 8(b) gezeigt, weist die Werkstückauflagevorrichtung 70B die gleiche Basiskonstruktion auf wie die vorstehend erwähnte Werkstückauflagevorrichtung 70A auf, wobei und an jeweiligen Vorderenden ihrer Auflageelemente 71, 72 entsprechende viskoelastische Elementen 73 montiert sind, die an einer Umfangsoberfläche eines Werkstücks 62 anliegen.As in 8 (a) shown is the workpiece support device 70A constructed by a first support element 71 that the workpiece 62 from below to prevent deformation caused by a Tangential force (downward force) created by gravity and the rotation of the grindstone 63 arises, supports, and a second support element 72 that the workpiece 62 from one of the grindstone 63 facing side to prevent deformation in relation to the machining feed of the grindstone 63 supports.
As in 8 (b) shown, has the workpiece support device 70B has the same basic construction as the workpiece support device mentioned above 70A on, with and at respective front ends of their support elements 71 , 72 corresponding viscoelastic elements 73 mounted on a peripheral surface of a workpiece 62 issue.

Die Schleifmaschine 61 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel verwendet sowohl die herkömmliche Werkstückauflagevorrichtung 70A ohne viskoelastisches Element 73 als auch die Werkstückauflagevorrichtung 70B mit den viskoelastischen Elementen 73.
Dadurch kann die Deformation des Werkstücks 62, die durch die Tangentialkraft, die durch die Schwerkraft und die Rotation des Schleifsteins 63 genauso wie durch den Bearbeitungsvorschub des Schleifsteins 63 verursacht wird, durch die Werkstückauflagevorrichtung 70A verhindert werden, während die Ratterschwingungen des Werkstücks 62, die während der maschinell spanenden Bearbeitung auftreten, durch die viskoelastischen Elemente 73 gedämpft und dadurch unterdrückt werden. Es sei angemerkt, dass die Werkstückauflagevorrichtung 70B nicht an das Werkstück 62 gedrückt wird, das heißt keine Kraft auf das Werkstück 62 von den Auflageelemente 71, 72 wirkt, wodurch keine Deformation des Werkstücks 62 bewirkt wird.The grinding machine 61 according to the present embodiment uses both the conventional workpiece support device 70A without viscoelastic element 73 as well as the workpiece support device 70B with the viscoelastic elements 73 .
This can reduce the deformation of the workpiece 62 created by the tangential force created by gravity and the rotation of the grindstone 63 as well as the processing feed rate of the grindstone 63 caused by the workpiece support device 70A can be prevented while the chatter vibrations of the workpiece 62 that occur during machining, due to the viscoelastic elements 73 attenuated and thereby suppressed. It should be noted that the workpiece support device 70B not on the workpiece 62 is pressed, i.e. no force is applied to the workpiece 62 of the support elements 71 , 72 acts, whereby no deformation of the workpiece 62 is effected.

Die Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Werkstückauflagevorrichtung wurden vorstehend beschrieben. Jedoch ist die Erfindung nicht auf die in den vorstehend Ausführungsbeispielen beschriebene Strukturen beschränkt und erlaubt entsprechende Variationen in jeder der Strukturen ohne von ihrem Wesen abzuweichen, sodass die Strukturen der vorstehenden Ausführungsbeispiele entsprechend kombiniert werden können.The exemplary embodiments of the workpiece support device according to the invention have been described above. However, the invention is not restricted to the structures described in the above exemplary embodiments and allows corresponding variations in each of the structures without deviating from its essence, so that the structures of the above exemplary embodiments can be combined accordingly.

Zum Beispiel kann die Werkstückauflagevorrichtung 20 des ersten Ausführungsbeispiels die Polstervorrichtungen31A bis 31C, die in 9(a) bis 9(c) gezeigt sind, jeweils anstelle der Polstervorrichtungen 31, die in 3 gezeigt sind, verwenden.For example, the workpiece support device 20th of the first embodiment, the cushioning devices 31A to 31C shown in FIG 9 (a) to 9 (c) are shown, each in place of the cushioning devices 31 , in the 3rd are shown.

Die Polstervorrichtung 31A, die in 9(a) gezeigt ist, umfasst ein Auflagepolster 81 mit einer bogenförmigen Anlagefläche 81a, die der Umfangsoberfläche des Lagerteils 15A der Kurbelwelle 15 entspricht, und ein Polsterstützelement 82 zum Stützen des Auflagepolsters 81 und ein viskoelastisches Element 83, das an der bogenförmigen Anlagefläche 81a des Auflagepolsters 81 befestigt ist, um zwischen dem Lagerteil 15a und der bogenförmigen Anlagefläche 81 a eingeschoben zu sein.
Mit einer so extrem simplen Struktur kann diese Polstervorrichtung die Effekte eines Absorbierens einer exzentrischen Last und Dämpfen von Ratterschwingungen aufweisen.The upholstery device 31A , in the 9 (a) shown includes an overlay pad 81 with an arched contact surface 81a that is the peripheral surface of the bearing part 15A the crankshaft 15th corresponds to, and a cushion support element 82 to support the pad 81 and a viscoelastic element 83 that on the arched contact surface 81a of the pad 81 is attached to between the bearing part 15a and the arcuate contact surface 81 a to be inserted.
With such an extremely simple structure, this cushioning device can have the effects of absorbing an eccentric load and damping chatter vibrations.

Die Polstervorrichtung 31B, die in 9(b) gezeigt ist, umfasst ein Auflagepolster 84, das durch ein Rollenelement, das durch Folgen der Rotation des Lagerteils 15a der Kurbelwelle 15 während der Rotationsbewegung der Kurbelwelle 15 rotiert, und ein Polsterstützelement 85 zum Abstützen des Auflagepolsters 84. Das Polsterstützelement 85 ist durch eine erste Halterung 85a um das Auflagepolsters 84 rotierbar zu stützen und eine zweiten Halterung 85b um die erste Halterung 85a zu stützen ausgebildet und ein viskoelastisches Element 86 ist zwischen der ersten und zweiten Halterung 85a, 85b eingesetzt.The upholstery device 31B , in the 9 (b) shown includes an overlay pad 84 which is driven by a roller element which is produced by following the rotation of the bearing part 15a the crankshaft 15th during the rotation of the crankshaft 15th rotates, and a cushion support element 85 to support the pad 84 . The upholstery support element 85 is through a first bracket 85a around the pad 84 rotatable support and a second bracket 85b around the first bracket 85a designed to support and a viscoelastic element 86 is between the first and second brackets 85a , 85b used.

Die Polstervorrichtung 31C, die in 9(c) gezeigt ist, weist ein Auflagepolster 87, das durch ein Verschiebelement, das verschiebbar mit der Umfangsoberfläche des Lagerteils 15a der Kurbelwelle 15 während der Rotationsbewegung der Kurbelwelle in Kontakt steht, und ein Polsterstützelement 88 zum Abstützen des Auflagepolsters 87 auf.
Das Polsterstützelement 88 ist durch eine erste Halterung 88a, um das Auflagepolsters 87 zu stützen, und eine zweiten Halterung 88b, um die erste Halterung 85 zu stützen, ausgebildet und ein viskoelastisches Element 89 ist zwischen der ersten und der zweiten Halterungen 88a, 88b eingesetzt.
Es sei angemerkt, dass das Verschiebelement, das in geeigneter Weise als das Auflagepolster 87 verwendet wird, zum Beispiel eine selbstschmierende mit Schmieröl imprägnierte Kupferbasislegierung ist.The upholstery device 31C , in the 9 (c) is shown, has an overlay pad 87 by a sliding element that is slidable with the peripheral surface of the bearing part 15a the crankshaft 15th is in contact during the rotational movement of the crankshaft, and a cushion support member 88 to support the pad 87 on.
The upholstery support element 88 is through a first bracket 88a to the pad 87 to support, and a second bracket 88b to the first bracket 85 to support, trained and a viscoelastic element 89 is between the first and second brackets 88a , 88b used.
It should be noted that the sliding element, which is used in a suitable manner as the support pad 87 is used, for example a self-lubricating copper-based alloy impregnated with lubricating oil.

Die Polstervorrichtungen 31B, 31C erreichen nicht nur eine Absorption einer exzentrischen Last und ein Dämpfen von Ratterschwingungen durch die elastischen Elemente 86, 89, sondern diese Polstervorrichtungen 31B, 31C können auch in geeigneter Weise in einer Kurbelwelleninnenfräse des werkstückrotierenden Typs verwendet werden, da selbst, wenn die maschinell spanende Bearbeitung mit einer rotierenden Kurbelwelle 15 durchgeführt wird, der Lagerteil 15a der Kurbelwelle 15 während der Drehbewegung der Kurbelwelle durch die Auflagepolster 84, 87 stabil geführt wird.The upholstery devices 31B , 31C achieve not only absorption of an eccentric load and dampening of chatter vibrations by the elastic elements 86 , 89 but these cushioning devices 31B , 31C can also be suitably used in a crankshaft internal milling machine of the workpiece rotating type, since even when machining with a rotating crankshaft 15th is carried out, the bearing part 15a the crankshaft 15th during the rotation of the crankshaft through the support cushions 84 , 87 is guided stably.

In der Werkstückauflagevorrichtung 70B, die in 8(b) gezeigt ist, wird das Werkstück 62 von unten durch das erste Auflageelement 71 gestützt und das zweite Auflageelement 72 von der dem Schleifstein 63 zugewandten Seite gestützt und die viskoelastischen Elemente 73 sind an den jeweiligen Kopfenden der Auflagelemente 71, 72 montiert, um dazu ausgebildet zu sein an der Umfangsoberfläche des Werkstücks 62 anzuliegen. Jedoch ist die Erfindung nicht hierauf beschränkt und eine Werkstückauflagevorrichtung 90, wie in 10 gezeigt, kann stattdessen verwendet werden. Die Werkstückauflagevorrichtung 90 umfasst einen ersten Auflagearm 91 und einen zweiten Auflagearm 92, deren Basisenden schwenkbar montiert sind, um gemeinsam rotierbar zu sein. Ein Werkstück 62 wird durch diese Auflagearme 91, 92 vertikal eingespannt und viskoelastische Elemente 93 sind an den jeweiligen Vorderenden der Auflagearme 91, 92 montiert, um dazu ausgebildet zu sein, an den jeweiligen Vorderenden der Auflagearme 91, 92 anzuliegen.In the workpiece support device 70B , in the 8 (b) shown is the workpiece 62 from below through the first support element 71 supported and the second support element 72 from that of the grindstone 63 facing side supported and the viscoelastic elements 73 are at the respective head ends of the support elements 71 , 72 mounted to be formed on the peripheral surface of the workpiece 62 to lie on. However, the invention is not limited to this and a workpiece support device 90 , as in 10 shown can be used instead. The workpiece support device 90 includes a first support arm 91 and a second support arm 92 whose base ends are pivotably mounted to be rotatable together. One workpiece 62 is made by these support arms 91 , 92 vertically clamped and viscoelastic elements 93 are at the respective front ends of the support arms 91 , 92 mounted to be adapted to the respective front ends of the support arms 91 , 92 to lie on.

Gewerbliche AnwendbarkeitCommercial applicability

Eine erfindungsgemäße Werkstückauflagevorrichtung weist als Charakteristiken ein Abstützen eines Werkstücks ohne eine Deformation zu verursachen und ein Unterdrücken der Ratterschwingungen, die auftreten, wenn das Werkstück maschinell spanend bearbeitet wird, auf und ist daher für die Verwendung in dem Feld der Werkzeugmaschinen umfassend eine Kurbelwellefräse, ein Bearbeitungszentrum und eine Schleifmaschine geeignet, um die Ratterschwingungen zu unterdrücken, während eine Hilfsabstützung des Werkstücks ohne Verursachung einer Deformation des Werkstücks ausgebildet ist.A workpiece support device according to the invention has as characteristics of supporting a workpiece without causing deformation and suppressing the chatter vibrations that occur when the workpiece is machined, and is therefore for use in the field of machine tools comprising a crankshaft mill, a machining center and a grinding machine capable of suppressing the chatter vibrations while auxiliary support of the workpiece is formed without causing deformation of the workpiece.

Claims

Workpiece support device (20, 50, 70B, 90) for providing an auxiliary support using a pair of support arms (26, 27, 91, 92) which clamp a bearing part (15a) of a crankshaft (15) when the crankshaft (15) is machined is machined, each support arm of the pair of support arms (26, 27, 91, 92) having a plurality of cushioning devices (31, 31A, 31B, 31C) for pressing the bearing part (15a) in a centripetal direction when the pair of support arms (26, 27, 91, 92) carries out clamping, is equipped and wherein each cushioning device of the plurality of cushioning devices (31, 31A, 31B, 31C) has a support cushion (32, 81, 84, 87) for contact with the bearing part (15a ) the crankshaft (15) and a cushion support element (33, 82, 85, 88) to support the support cushion (32, 81, 84, 87) and a viscoelastic element (37, 53, 73, 83, 86, 89, 93) , which has a non-linear spring constant that changes according to the size of the load, un d through which the cushion support element (33, 82, 85, 88) supports the pad (32, 81, 84, 87).

Workpiece support device (20, 50, 70B, 90) according to Claim 1 wherein the pad (87) is formed by a slide member which is in slidable contact with a peripheral surface of the bearing part (15a) of the crankshaft (15) during rotation of the crankshaft (15).

Workpiece support device (20, 50, 70B, 90) for providing an auxiliary support using a pair of support arms (26, 27, 91, 92) which clamp a bearing part (15a) of a crankshaft (15) when the crankshaft (15) is machined is machined, each support arm of the pair of support arms (26, 27, 91, 92) is equipped with a roller element which presses the bearing part (15a) of the crankshaft (15) in a centripetal direction when the pair of support arms (26, 27, 91, 92) performs clamping, and which rotates by following the rotation of the bearing part (15a) of the crankshaft (15) during the rotational movement of the crankshaft (15), and wherein the roller member is supported by a roller support member via the viscoelastic member (37, 53, 73, 83, 86, 89, 93), which has a non-linear spring constant that changes according to the size of the load, is supported.