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Einrichtung zum Anfasen, Anspitzen und Einfräsen von Ringnuten an
zylindrischen Werkstücken Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Anfasen,
Anspitzen und Einfräsen von Ringnuten an zylindrischen Werkstücken mit einem koaxial
zum Fräser angeordneten Drehtisch, auf dem Werkstückaufnahmeköpfe drehbar gelagert
sind, die von einem ortsfest angeordneten Zahnkranz über Zahnräder antreibbar und
von einer Zustellkurve radial gegen den Fräser verschiebbar sind.
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Es ist bereits eine Anfasvorrichtung bekannt, bei welcher die der
Vorrichtung zugeführten zylindrischen Werkstücke parallelachsig zum Fräswerkzeug
in einer drehbar gelagerten Mitnehmerscheibe aufgenommen und gegen eine exzentrisch
zum Fräser befindliche Führungsbahn angepreßt werden, die etwa halbkreisförmig verläuft,
und ihre Drehbewegung durch das Abrollen erhalten, während sie entsprechend der
vorhandenen Exzentrizität eine Vorschubbewegung gegenüber dem Fräser für das Anfasen
ausführen, so daß die Schraubenbolzen allmählich in den Arbeitsbereich des Fräsers
gelangen.
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Außerdem kennt man bereits eine Vorrichtung zum Anfasen von Schraubenbolzen
od. dgl., bei welcher der Drehtisch und der Fräser koaxial zueinander angeordnet
sind und eine Zustellkurve, die ringförmig ausgebildet ist, vorhanden ist, und zwar
für radial zur Fräserachse in Aufnahmeköpfen aufgenommene Werkstücke.
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Diese bekannten Anfasvorrichtungen lassen zwar eine Anpassung an die
Länge der Werkstücke, nicht aber an den Durchmesser derselben, wenn sich dieser
ändert, zu.
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Es gibt Bearbeitungsfälle, bei denen verhältnismäßig hohe Zerspanungsarbeit
geleistet werden muß, beispielsweise bei der Herstellung von sogenannten Schießbolzen,
das sind Bolzen, die an ihrem Ende kurvenförmig angespitzt sind und in eine scharfe
Spitze auslaufen, wobei dieser zur Spitze auslaufende Kurvenmantel den zylindrischen
Mantel genau tangieren muß. Die Herstellung von Schießbolzen und Einstichen in Gestalt
von Ringnuten an zylindrischen Werkstücken zur Aufnahme beispielsweise von Seegerringen
erfordert eine sehr genaue Anpassung des Werkzeuges an den Durchmesser der Werkstücke,
und es kommt vor, daß bereits ein nur gering nachgearbeitetes Werkzeug nicht mehr
für ein und denselben Werkstückdurchmesser geeignet ist.
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Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine Maschine zum Anspitzen,
Anfasen und Einfräsen von Ringnuten od. dgl. zu schaffen, bei der diese Nachteile
vermieden sind und bei der es möglich ist, unter Benutzung ein und derselben Zustellkurve
mit dem gleichen Werkzeug verschiedene Werkstückdurchmesser zu bearbeiten und damit
die Möglichkeit zu schaffen, entweder die Maschine mittels Verstellung an einem
Handrad auf den jeweiligen Werkstückdurchmesser einrichten zu können und dies auch
bei einem nachgearbeiteten Werkzeug, oder bei etwa festgestellter Ungenauigkeit
die Maschine sogar während des Betriebes zur Anpassung an den Werkstückdurchmesser
nachstellen zu können, ohne hierbei die automatische Zuführung verstellen zu müssen.
Bei der automatischen Zuführung der Werkstücke kommt es insbesondere darauf an,
mit ein und derselben Zustellkurve nicht nur die Anpassung an den Werkstückdurchmesser
zu erzielen, sondern auch darauf, das Zuführen und Ein- bzw. Ausstoßen der Werkstücke
stets an der gleichen Stelle unabhängig von dem Durchmesser der Werkstücke vornehmen
zu können.
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Diese Aufgabe löst die Erfindung dadurch, daß die auf einem Ring angeordnete
Zustellkurve eine kegelige Innenmantelfläche aufweist, die im Ein-und Ausstoßbereich
der Werkstücke in einen zentrisch zur Achse des Fräsers liegenden zylindrischen
Teil übergeht, und daß der Kurvenring parallel zu sich in Richtung der Fräserachse
verstellbar ist.
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Hiermit wird der Vorteil erzielt, daß die Verstellung des Kurvenringes
entsprechend dem Durchmesser der Werkstücke erfolgen kann, ohne daß durch diese
Verstellung die relative Stellung der Werkstücke zu der Mittelachse ihrer Aufnahmeköpfe
während des automatischen Werkstückwechsels geändert wird, weil der hierfür maßgebende
Halbmesser des zylindrischen Teiles des Zustellkurvenringes unabhängig von dessen
Verstellung stets konstant bleibt.
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Eine zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß
an dem Drehtisch in radialen Führungen Schlitten für die Lagerung der Werkstückaufnahmeköpfe
angeordnet sind und an jedem Schlitten parallelachsig zur Achse der Werkstückaufnahmeköpfe
über ausziehbare Gelenkwellen,
Ritzel, und Wellen durch den ortsfesten
Zahnkranz antreibbare Zahnräder für den Antrieb der Werkstückaufnahmeköpfe und frei
drehbare Laufrollen gelagert sind, die durch auf die Schlitten wirkende Federn radial
über je eine zylindrische und eine kegelige Außenfläche gegen die zylindrische bzw.
gegen die kegelige Innenmantelfläche der Zustellkurve andrückbar sind. Derartig
ausgebildete Laufrollen ermöglichen - einen störungsfreien Übergang von der kegeligen
Innenmantelfläche der Zustellkurve zu ihrem zylindrischen Teil über den ganzen Verstellbereich
des Kurvenringes, der verhältnismäßig groß sein kann.
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Hierzu ist der Kurvenring vorteilhaft mittels mehrerer über seinen
Umfang verteilter, axial unverschieblich im. Werkstückspindelkasten gelagerter Gewindespindeln
.axial bewegbar, wobei diese mit einem Handrad in getrieblicher Verbindung stehen.
Durch Nachstellung an diesem Handrad kann die Maschine auch während des Betriebes
auf den Werkstückdurchmesser eingestellt werden. Da sich der Kurvenring ausschließlich
axial verstellt, bleibt die Stellung des zylindrischen Teiles der Zustellkurve erhalten.
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In Übereinstimmung mit dem zylindrischen Teil der Zustellkurve erfolgt
je Durchgang eines Werkstückaufnahmekopfes in der ersten Hälfte des zylindrischen
Teiles das Öffnen des Aufnahmekopfes und das Ausstoßen des Werkstückes, in der Mitte
das Einstoßen des neuen Werkstückrohlings und anschließend das Schließen des Aufnahmekopfes
für die darauffolgende Bearbeitung des Werkstückes.
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Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise dargestellt,
und zwar zeigt F i g.1 die Maschine in Gesamtansicht, F i g. 1 a das Einstechen
von Ringnuten als An-Wendungsbeispiel zur F i g. 1, F i g. 2 einen Längsschnitt
durch den Werkstückspindelkasten und den Fräserantrieb nach F i g. 1, F i g. 3 die
Zustellkurve nach F i g. 2 in verkleinertem Maßstab perspektivisch, F i g. 4 a bis
4 d Querschnitt durch die Zustellkurve nach F i g. 3 in Richtung A-A, B-B, C-C und
D-D, F i g. 5 die Lösekurve perspektivisch in bezug auf die Zustellkurve nach F
i g. 3, F i g. 6 einen Schnitt in Richtung VI-VI der F i g. 1 und F i g. 7 einen
Schnitt durch die Schlittenführung in Richtung VII-VII der F i g. 6.
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An dem Maschinengestell 1 befinden sich senkrechte Ständerführungen
2 für den Werkstückspindelkasten 3, dessen Antriebsmotor mit 4 bezeichnet ist. Im
Maschinengestell ist unten der Elektromotor 5 für den Antrieb der Fräserspindel
6 angeordnet. Der Antrieb erfolgt über den Keilriemen 7, die Schnecke 8 und das
Schneckenrad 9, welches fest auf der Fräserspindel 6 sitzt, die den Fräser 10 trägt.
Das Werkstück ist mit 11 bezeichnet. In dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 ist
es ein Schießbolzen.
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In der zentralen Bohrung 12 des Spindelkastens 3 (F i g. 2) sitzt
die Achse 13 fest. Sie hat den Bund 14 und trägt ein Gewinde 15 für die Befestigungsmutter
16.
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Auf der festen Achse 13 ist der Rundsupport oder Drehtisch
17 mittels- der Lager 18 und 19 drehbar gelagert. Der Rundsupport hat die lange
Nabe 17a und ist oben als Zahnrad 17 b ausgebildet und wird von dem Ritzel 20 des
Elektromotors 4 angetrieben.
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Der Rundsupport 17 hat mehrere radiale Führungen 21 je nach der Anzahl
der an der Maschine vorhandenen Werkstückaufnahmen 22. Zu jeder Werkstückaufnahme
gehört ein Schlitten 23, der in den radialen Führungen 21 bewegbar ist. Diese Schlitten
23 dienen zur Lagerung der Werkstückaufnahmen 22, die in dem Ausführungsbeispiel
Spannpatronen sind und ferner zur Lagerung des Drehantriebes der Werkzeugaufnahmen,
der noch beschrieben wird.
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Die Bewegung der Schlitten 23 auf das drehangetriebene Fräswerkzeug
10 zu wird durch die im Spindelgehäuse 3 vertikal verstellbare Zustellkurve 24 bewirkt,
die in F i g. 3 perspektivisch dargestellt ist.
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Diese Vorschubringkuive hat innen eine kegelige Lauffläche 25, die
in eine zylindrische Lauffläche 26 übergeht. Die kegelige Lauffläche 25 hat verschiedene
Radien r1, r2, r3, ausgehend von der fiktiven Fräserachse, zu der die Kurve entsprechend
der Zustellung exzentrisch liegt. Der zylindrische Teil 26 der Zustellkurve
24 liegt an der Stelle des Werkstückwechsels und ist unabhängig von der Höheneinstellung
der Kurve. Die Höheneinstellung erfolgt am Handrad 27 über ein Kegelradpaar 28 auf
die axial unverschieblich gelagerten Gewindespindeln 29. Die Bewegung des Zustellringes
24 erfolgt durch mehrere Gewindespindeln 29, von denen gemäß der F i g. 3 beispielsweise
drei Stück vorhanden sind, deren Gewindebohrungen mit 30 bezeichnet sind.
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In jedem der Schlitten 23 ist eine kegelige Laufrolle 31 gelagert,
die in stetem Kontakt mit der Zustellkurve durch die auf die Schlitten 23 radial
wirkenden Federn 32 ist.
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Die Kegelrollen 31 haben an ihrem größeren Durchmesser den zylindrischen
Teil 31a, der während des Werkstückwechsels den zylindrischen Teil 26 der Zustellkurve
beaufschlagt, wie dies in F i g. 4 a dargestellt ist.
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Die Kegelrollen 31 sind in Schlitzen 33 aufgenommen und sind auf den
Wellen 34 der Zahnräder 35 frei drehbar gelagert.
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Die Zahnräder 35 erhalten ihren Antrieb über die ausziehbaren Gelenkwellen
36 von den am Support 17 gelagerten Ritzeln 37. Gemäß dem Ausführungsbeispiel sind
neun solcher Antriebe vorhanden, deren Ritzel37 in Zahneingriff mit dem ortsfesten
Zahnkranz 38 sind, der mittels Schrauben 39 mit dem Spindelkasten 3 fest verbunden
ist. Der Antrieb erfolgt durch Abrollbewegung der Ritzel37 infolge des Drehantriebes
des Supports 1.7 durch den Elektromotor 4.
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Die Werkstückaufnahmen 22 sind, wie bereits vorher gesagt, als Spannzangen
ausgebildet, die als solche bekannt sind. Die die Werkstücke 11 aufnehmenden Spannzangen
sind mit 22a bezeichnet. Der Spannkegel 40 der Spannzangen sitzt in entsprechend
kegeligen Aufnahmen 40a der hohlen Werkstückspinde141, die drehbar in dem Schlitten
23 gelagert ist und das Zahnrad 42 trägt, welches mit dem größeren Zahnrad 35 im
Eingriff ist. Das wie vorgeschrieben angetriebene Zahnrad 35 überträgt den Drehantrieb
auf die Spannzangen 22a. Die Spannkraft wird durch Federn 45 erzeugt.
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Entgegen der Kraft der Spannfedern 45 wirkt die Lösekurve 47, deren
Abwicklung in Fig. 5 dargestellt
ist. Die Lösekurve befindet sich
in Übereinstimmung mit dem zylindrischen Tei126 der Zustellkurve 24. Das Auswerfen
der Werkstücke erfolgt durch die Auswerferkurve 56 über die Auswerferstifte 55.
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Da sich die Schlitten 23 unter der Einwirkung der Zustellkurve 24
radial bewegen, ist eine Bewegungsmöglichkeit der kompletten Werkstückspindel innerhalb
von Langlöchern 48 der Gabelhebel 49 vorhanden, an deren Enden auf Zapfen
50 die Laufrollen 51 lagern. Die Gabelhebel sind an der Nabe 17a des Supports
17 um Achsen 52 schwenkbar angeordnet. Der Kopf 46 wird von dem geteilten Lagerring
53 getragen, dessen Hälften mittels der Stifte 54 lose im Gabelhebel aufgehängt
sind.
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Der Drehantrieb der Frässpindel 6 befindet sich in dem ortsfesten
Gehäuse 60, welches in gleicher Höhe mit dem Fräser 10 einen Gegenhalterring 61
trägt.
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Für die automatische Zuführung der Werkstücke 11, die beispielsweise
aus einer Fallschiene 80 kommen, dient ein Zuführungsring 78 (F i g. 6) mit
am Umfang offenen halbzylindrischen Aufnahmen 79. Dieser Zuführungsring 78 ist am
Maschinengestell ortsfest gelagert und hat daher immer die gleiche Übergabeposition
für die Werkstücke hinsichtlich der Werkstückaufnahmen 22. Die Antriebe beider stehen
getrieblich miteinander in Verbindung, so daß immer eine halbzylindrische Ausnehmung
79 mit einer Werkstückaufnahme 22 zusammentrifft. Die übergabe der Werkstücke 11
aus dem Zuführungsring in die Werkstückaufnahmen 22 liegt immer an der gleichen
Stelle, an der ein nicht dargestellter vertikal beweglicher Stößel die Werkstücke
aus der Aufnahme 79 in die Werkstückaufnahmen 22 bis gegen den Endanschlag
55 b (F i g. 1 a und 2) schiebt. Diese Übergabestelle ist auch bei verändertem
Werkstückdurchmesser immer die gleiche, und zwar infolge des zylindrischen Teiles
26 der kegeligen Zustellkurve 24. Beim Durchfahren der ersten Hälfte dieses Kurventeils
26 erfolgt das Öffnen der Spannzange und das Ausstoßen des fertigen Werkstückes,
in der Mitte des Kurventeils 26 erfolgt das Einstoßen des neuen Werkstückrohlings,
und gleich anschließend das Schließen der Spannzange. Dieser Vorgang wiederholt
sich bei jedem Vorbeigang des nächsten Werkstückschlittens 23, so daß in einer Umdrehung
des Supports 17 neun Werkstücke fertig bearbeitet und ausgestoßen und ebenfalls
auch neun Werkstücke in die frei gewordenen Spannzangen wieder eingestoßen werden.
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In der F i g. 1 a der Zeichnung ist ein besonders wichtiges Ausführungsbeispiel
dargestellt. Hier handelt es .sich um die Anbringung von genauen zylindrischen Einstichen
an zylindrischen Werkstücken, beispielsweise zur Aufnahme von Seegerringen. Diese
Einstiche müssen, wie bekannt, genau zylindrisch und in Breite und Tiefe sehr genau
toleriert sein. In diesem Fall ist das Werkzeug ein zusammengesetztes Werkzeug,
dessen unterer Teil mit 10a und dessen oberer Teil mit 10b bezeichnet ist.
10a ist ein Fräswerkzeug für das Ankuppen des Werkstückes, und das Werkzeug
10 b ist ein Einstichfräser zum Herstellen der Ringnut 11 a. Die Tiefe des
Einstiches 11a wird mittels des Handrades 27 genau eingestellt.
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Bei gleicher Form des Werkstückes, aber einem anderen Durchmesser
desselben kann das Fräswerkzeug unverändert bleiben. Die Einstellung auf den Durchmesser
des Werkstückes erfolgt am Handrad 27. Sollte eine Nachjustierung erforderlich sein,
so kann sie während des Betriebes der Maschine erfolgen.