DE1123883B - Kopiervorrichtung zur spanabhebenden Bearbeitung von Drehkoerpern - Google Patents

Description

• Kopiervorrichtung zur spanabhebenden Bearbeitung von Drehkörpern Die Erfindung bezieht sich auf Kopiervorrichtungen zur spanabhebenden Bearbeitung von Drehkörpern, insbesondere von Drehkörpern mit von der Kreisform abweichendem Querschnitt, z. B. Kolben für Brennkraftmaschinen. Die bisher für solche Zwecke bekanntgewordenen Kopiervorrichtungen sind beispielsweise mit einem drehbar gelagerten, doppelarmigen Hebel ausgerüstet, der an einem Ende ein an dem Musterstück anliegendes Abtastglied und am anderen Ende das spanabhebende Werkzeug trägt. Dabei rotiert das dreidimensionale Musterstück synchron mit dem zu bearbeitenden Werkstück. Bei anderen bekannten Kopiervorrichtungen ist ein die Abtastrolle tragender Hebel vorgesehen, der einen den Werkzeughalter tragenden Quersupport steuert.
• Beim Formdrehen balliger und ovaler Körper mit solchen oder anders gebauten Kopiervorrichtungen müssen verhältnismäßig hohe Gegenkräfte überwunden werden, die durch die Reibung der beim Kopieren bewegten Übertragungsteile bedingt sind. Um die Schneidgeräte und deren Einspannvorrichtungen nur um Bruchteile von Millimetern entsprechend den Abweichungen von der Kreisform zu bewegen, müssen erhebliche Kräfte in dem Übertragungsmechanismus aufgewendet werden, der notwendigerweise mit Rücksicht auf die von dem spanabhebenden Werkzeug zu leistende Arbeit ziemlich stark gebaut sein muß. Es ist nämlich halbflüssige Reibung vorhanden, da sich wegen der kleinen Wege kein hydrodynamischer Schmierfilm ausbilden kann. Es ist daher bei den bekanntenKopiervorrichtungen nicht zu vermeiden, daß gewisse Ungenauigkeiten bei der Bearbeitung des Werkstückes dadurch entstehen, daß die Bewegungen des Werkzeuges der vom Musterstück betätigten Steuerung mit gewissen, durch die Reibung bedingten Verzögerungen folgen.
• Die Erfindung bezweckt, diese Fehlerquellen zu beseitigen und die Genauigkeit der durch die spanabhebende Bearbeitung hergestellten Kopie des Musterstücks wesentlich zu erhöhen. Dies wird nach der Erfindung im wesentlichen dadurch erreicht, daß der das Modell mechanisch abtastende Hebel durch Federelemente, z. B. Torsionsstab, Blattfeder od. dgl., schwenkbar gelagert ist und durch eine elastische, spielfreieKopplung, z.B. durchBlattfedern, mit einem oder mehreren das Werkzeug tragenden Quersupporten bzw. mit deren Führungsstücken verbunden ist, wobei der bzw. die Quersupporte ihrerseits elastisch und spielfrei mittels Blattfedern auf dem Längsschlitten einer Drehbank gelagert sind. Durch das Zusammenwirken dieser technischen Einrichtungen und Anordnungen bei einer Kopiervorrichtung werden die zur Überwindung von Reibung erforderlichen Kräfte auf ein Mindestmaß verringert, so daß die übertragungseinrichtung beim Kopieren der Modelle ohne Verzögerung auf die geringsten Formänderungen leicht anspricht und dadurch eine Kopie von höchster Genauigkeit gewährleistet ist. Dies ist von besonderem Vorteil für die spanabhebende Bearbeitung von Drehkörpern mit von der Kreisform nur wenig abweichendem Querschnitt und mit in Längsrichtung sich nicht wesentlich änderndem Durchmesser, wie dies z. B. bei Kolben für Brennkraftmaschinen der Fall ist.
• An sich ist es bekannt, Teile von Maschinen oder Apparaten mit Hilfe von Blattfedern spiel- und reibungsfrei zu lagern. Beispielsweise sind zum Schärfen von Werkzeugstählen Schwingtische bekannt, die auf breiten, stehenden Federbändern ruhen und in bestimmten Lagen durch eine Klemmvorrichtung feststellbar sind. Bei einem Beschleunigungsmesser wird eine Parallelführung für die schwingende Masse durch Aufhängung dieser Masse an Blattfedern erreicht, die ein Vieleck einschließen. Bei einem Meßgerät für Außen- und Innengewinde hat man eine Meßrölle auf einem festen Halter gelagert, während die andere von einem beweglichen federnden Schwinghebel getragen wird.
• Demgegenüber ist bei der Kopiervorrichtung nach der Erfindung nicht nur das eine oder andere Teil an Federn schwingend gelagert, sondern es ist auch eine gegenseitige Einwirkung und elastische spielfreie Kopplung zwischen dem Abtasthebel und dem spanabhebenden Werkzeug vorgesehen, woraus sich in Verbindung mit den übrigen Merkmalen die oben angegebenen Vorteile für eine Kopiervorrichtung ergeben.
• In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt; es zeigt Fig. 1 die Kopiervorrichtung schematisch in einer Seitenansicht, Fig. 2 eine Draufsicht zu Fig. 1 unter Weglassung des Musterstücks.
• Auf der abgebrochen dargestellten Längsführung 1 einer (nicht gezeichneten) Drehbank ist der Längsschlitten 2 gleitend geführt. Auf diesem Schlitten ist mittels mehrerer Blattfedern 4 das untere Führungsstück 3 des Quersupports 13 befestigt. Dieser Quersupport kann in bekannter Weise mittels einer vom Handrad 9 betätigten Spindel verschoben werden, um den gewünschten Durchmesser an dem zu bearbeitenden Werkstück 7 einzustellen, das synchron mit dem Musterstück 12 umläuft.
• Durch seine Befestigung an Blattfedern 4 ist der Quersupport 13 mit dem daran befestigten Werkzeughalter 6 schwingfähig: Er kann also ohne überwindung nennenswerter Reibungskräfte in Richtung auf das Werkstück 7 hin- und hergehende Bewegungen ausführen. Das Maß dieser Bewegungen wird durch den einarmigen Hebel 10 bestimmt, der um die Achse 10' schwenkbar am Längsschlitten 2 gelagert ist. An dem freien Ende dieses Hebels ist ein Abtastglied 11 gelagert, das unter der Zugspannung der am Hebel 10 angreifenden Feder 8 gegen das rotierende Musterstück 12 anliegt und dessen Form abtastet. Die dabei auftretenden Schwenkbewegungen des Hebels 10 werden durch ein Blattfederpaar 14 elastisch, spielfrei und praktisch ohne Reibung von dem Hebel auf das Supportschild 5 und damit auf den Quersupport 13 und den Werkzeughalter 6 übertragen.
• Um eine weitere Ausschaltung von Reibungskräften aus dem übertragungsmechanismus zu erreichen, besteht die Lagerung 10' des Schwinghebels 10 aus einem Torsionsstab oder einer Blattfederverbindung.
• Beim Unrundkopieren, z. B. beim Ovaldrehen eines Kolbens, oszilliert das Werkzeug bei jeder Umdrehung des Werkstücks zweimal, so daß das Werkzeug bei einer Hauptspindeldrehzahl von 1000 U/min 2000mal in der Minute hin- und hergeht. Dabei treten beachtliche Massenkräfte auf, zumal das Abtastglied 11 durch eine genügend kräftige Feder 8 ständig formschlüssig gegen das Muster 12 a gedrückt werden muß. Die Feder8 muß also in der Lage sein, die beim Schwingen auftretenden Massenkräfte mit Sicherheit zu kompensieren, um Ungenauigkeiten durch Abheben der Tastrolle 11 vom Musterstück zu verhüten. Man. ist daher an sich bestrebt, die bewegten Massen so klein wie möglich zu halten. Daher wird auch die Werkzeughalterung bei den bekannten Kopiervorrichtungen möglichst leichtausgeführt, z. B. in Form einer Spannzange. Dies gestattet aber die Anstellung des Werkzeuges nur unter einem fixen Winkel gegenüber dem Werkstück, so daß z. B. bei einem Facettendiamanten nur eine Facette ausgenutzt werden kann.
• Bei der reibungsfreien Lagerung und Kopplung der Übertragungsteile nach der Erfindung können durch Abstimmung der Masse des Supports und der Federkonstanten optimale Verhältnisse auch bei einer verhältnismäßig großen Aufspannftäche des Supports erzielt werden. -Dies gestattet die Anordnung eines in beliebigen, bis nahezu 180° voneinander abweichenden Winkelstellungen auf dem Quersupport 13 starr zu befestigenden Werkzeughalters 6, was besonders bei der Arbeit mit einem Facettendiamanten von Vorteil ist.
• Ein weiterer wichtiger Vorteil besteht darin, daß die Bearbeitungsgeschwindigkeit bei der Kopiervorrichtung nach der Erfindung bis etwa auf das Doppelte erhöht werden kann, weil die reibungs- und spielfreie Lagerung und Verbindung der übertragenden Teile gestattet, daß das Werkzeug allen Bewegungen praktisch ohne Verzögerung folgt. Die Kopierdreheinrichtung folgt nur noch dem Einfluß der Massenkräfte, nicht aber dem Einfluß der Reibungs-und Adhäsionskräfte. Die Erfindung gestattet auch, die Zugkraft der Feder 8 in erträglichen Grenzen zu halten, so daß das Abtastglied 11 nicht durch starken Andruck an das Musterstück einen vorzeitigen Verschleiß desselben bewirkt oder durch Erwärmung des Modells unerwünschte Formäderungen hervorruft, die sich auf das bearbeitete Werkstück auswirken.
• Die Kopiervorrichtung nach der Erfindung kann auch so ausgebildet sein, daß von einem Abtastkörper mehrere Werkzeuge zur gleichzeitigen spanabhebendenBearbeitung mehrererWerkstückeunterZwischenschaltung reibungsfreier elastischer, spielfreier Kopplungen gesteuert werden. Auch besteht die Möglichkeit, daß die Übertragungseinrichtung an einer Mehrspindeldrehbank angebracht ist und die Spindeln in gegebener Reihenfolge nacheinander in den Wirkungsbereich der Kopiereinrichtung eintreten.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Kopiervorrichtung zur spanabhebenden Bearbeitung von Drehkörpern mit einem das Modell mechanisch abtastenden schwenkbaren Hebel, der auf einen das Werkzeug tragenden Quersupport einwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel durch Federelemente (10'), z. B. Torsionsstab, Blattfeder od. dgl., schwenkbar gelagert ist und durch eine elastische, spielfreie Kopplung, z. B. durch Blattfedern (14), mit einem oder mehreren das Werkzeug tragenden Quersupporten (3,13) bzw. mit deren Führungsstücken(5) verbunden ist, wobei der bzw. die Quersupporte ihrerseits elastisch und spielfrei mittels Blattfedern. (4) auf dem Längsschlitten (2) einer Drehbank gelagert sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 605 608, 832 500; deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1683 742; deutsche Auslegeschrift Nr. 1031675; schweizerische Patentschrift Nr. 133 865; britische Patentschrift Nr. 659 436; USA.-Patentschriften Nr. 2177 398, 2 779 585.