DE1477106A1 - Werkzeugmaschine mit steuerbarem Plan- und Laengshub - Google Patents
Werkzeugmaschine mit steuerbarem Plan- und LaengshubInfo
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Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
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Description
Der Patentanwalt Dipl-Ing. W. Beyer
ms.*«,= Ax.,p 14 77 106>3
Aktiebolaget Svenska 1477106
Kullagerfabriken
Göteborg / Schweden
Patentanmeldung
Werkzeugmaschine mit steuerbarem Plan- und Längsvorschub
Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine zur Bearbeitung
von Werkstücken unter gleichzeitigem Antrieb von Plan- und Längsvorschub, wobei der Planvorschub in einem bestimmten Verhältnis
zum Längsvorschub stehen soll.
Bei bekannten Werkzeugmaschinen werden die Werkzeugschlitten mechanisch betätigt, wobei Steuerkurven den doppelten Zweck
erfüllen, sowohl als Antrieb für die Werkzeugschlitten als auch zur Bestimmung der Vorschubwege und -geschwindigkeiten
zu dienen. Die Steuerkurven müssen deshalb auf maximale Vorschubkraft ausgelegt sein, sie sind infolgedessen vergleichsweise schwer, unhandlich und teuer.
Es ist auch bereits bekannt, Steuerkurven allein zur Begrenzung der Vorschubwege und -geschwindigkeiten zu verwenden unter gleichzeitigem
hydraulischen Einzelantrieb der Werkzeugschlitten. In diesem Fall bereitet es jedoch Schwierigkeiten, ein bestimmtes
Verhältnis zwischen einem gleichzeitig stattfindenden Plan- und Längsvorschub, zum Beispiel bei gleichzeitiger Bearbeitung
von in einem bestimmten Winkel zueinander stehenden Flächen, sicherzustellen.
SKF 7479 / 6.9.1968 909813/0402
Unterlagen (Art. 7 S 1 Abs. 2 Nr. 1 Sate 3 des Andcnmesges. ν. Λ. 9.
• COPY
Aufgabe der Erfindung ist es, die vorgenannten Nachteile zu vermeiden und eine Werkzeugmaschine der eingangs genannten
Art zu schaffen, bei welcher Plan- und Längsvorschub jeweils kurvengesteuert, aber doch gekoppelt sind, wobei die Kopplung
vom Vorschubantrieb entlastet ist.
Die Erfindungsaufgäbe wird gelöst durch an sich bekannte hydraulische
Einzelantriebe und bewegbare Führungsanschläge, die mit Steuerkurven versehlnund durch deren Bewegung und
Steuerkurvensteigung die Vorschubstrecken und Vorschubgeschwindigkeiten steuerbar sind, einen einzigen mechanischen
Antrieb für die Bewegung der Führungsanschläge sowie in formschlüssigem Eingriff stehende starre Verbindungsglieder zwischen
den Führungsanschlägen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand zweier in der Zeichnung schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele einer automatischen
Mehrspindelwerkzeugmaschine näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt nach Linie Z-I in Fig. 2 durch eine 6-Spindel-Drehmaschine mit sechs horizontal
liegenden Werkzeugschlitten,
Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Drehmaschine nach Linie H-II in Fig. 1,
Fig. 3 und 4 den Figuren 1 bzw. 2 entsprechende Schnitte
gemäß Linie IV-IV in Fig. 3 bzw. Linie HI-III in Fig. 4 durch eine abgeänderte Ausführung der Erfindung
.
Die Werkzeugschlitten sind in Fig. 4 weggelassen, um eine deutlichere Darstellung der Vorsdubeinrichtung zu ermöglichen.
Wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt, trägt ein Maschinenteil einen sechsspindeligen, drehbaren Spannfutterträger 12 mit
sechs Spannfutter 13. Jedes Spannfutter ist zur Aufnahme von Rundmaterial bestimmt, das nacheinander in sechs Arbeitsgängen
bearbeitet wird. An jeder Bearbeitungsstelle wird ein bestimmter Bearbeitungsvorgang mit Hilfe eines Drehstahls 14
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I · / < ι ν ν
ausgeführt, der in einem Werkzeughalter 15 eingespannt ist,
welcher Beinerseite auf einem Werkzeugschlitten 16 montiert 1st·
Der Werkzeugschlitten 16 enthält einen Zylinder 17» der mit Hilfe von durch einen Kanal 18 zugeführtem Druckmittel im Verhältnis
zu einem fest am Maschinenbett angeordneten Kolben 19 verschieblieh ist. Die in einer ringförmigen Arbeltkammer 20 zwischen
dem Kolben 19 und dem Zylinder 17 enthaltene Druckflüssigkeit, wie z.B. öl, kann über einen Kanal 21 abfHessen. Die kreis«
scheibenförmige Stirnwand des Zylinders 17 ist beträchtlich grosser als die Bingförmige Endwand der Arbeitskammer 20. Als
Polge hiervon wird, wenn ein bestimmter Betrag an Druckmittel
durch den Kanal 18 in- den Zylinder gepresst wird und gleiohzeltig ä
eine Entleerung der Arbeitskammer 20 durch den Kanal 21 stattfinden kann, die Bewegung des Zylinders und damit des Schlittens
16 wesentlich langsamer erfolgen ale wenn eine entsprechende
Druokmlttelmenge duroh den Kanal 21 in die Arbeitskammer 20 eingeleitet wird, und das vor dem Kolben 19 im Zylinder 17
enthaltene Druckmittel duroh den Kanal 18 abf Hessen kann. Somit kann die Rücklaufbewegung Tiel schneller erfolgen als
die Vorschubbewegung.
massig hoher Druck, z.B. 10 - 100 kg/cm im Zylinder 17 wirkt,
wird der Drehstahl 14 gegen das Werkstück mit grosserer Kraft, (
aber ohne einen festgelegten Vorschubbetrag vorgeschoben, sofern
nicht besondere Maasnahmen für diesen Zweck ergriffen werden.
ihrer Ausgangsstellung unter hydraulischem Druok schnell gegen
das Werkstttok vorgeeohoben, bis drehbare Rollen 22 an jedem
von denen je eine für jede Rolle 22 vorgesehen ist. Die
schnelle Bewegung des Werkzeugsohlittens in Vorsohubrichtung
wird daraufhin abgefangen. Je drei Steuerkurven sind an einer
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von ewei Zugstang·!! 24 bcfcetigt» die Über Koppeln 25 «it einem
Balken 26 verbunden lind, der um ein· Wtll· 27 versohwenkber let.
Sen Schwenkentrieb erhält dtr Balken von einem nioht dargeetellten
revereiblen Motor über ein Schneckengetriebe 32, «ine Welle 31
alt einem darauf befeatigten Kettenrad 30, einer Kette 29» einer '
dae «weite Kettenrad tragenden Welle 33 und sohlleaslioh einer
an der Welle 33 angeordneten Bxsenterrolle 28, die in eine am Balken angeordnete, au· ftthrungeleiet«n 35 gebildete führung
eingreift.
B«i Beginn der Vorschubbewegung befindet eioh die Sxeenterrolle in einer um eine Vierteldrehung im Uhrzeigersinn· gegenüber
der in Flg. 1 dargeetellten Stellung versetzten Stellung» d.h.
die Sxeenterrolle steht im wesentlichen senkrecht unter der
Welle 33» wobei der Balken 36 eine solche Stellung einnimmt,
daee die Rollen 22 gegen die höchste Erhebung der Kurvenoberfläohe der Steuerkurve 23 anlegen. Während der Vorschubbewegung
wird die Eatsenterrolle 28 im Uhrseigersinne gedreht und versohwenkt
hierdurch den Balken und sieht die rechte Zugstange 24 nach oben und senkt gleichseitig die linke Zugstange 24 naoh unten ab,
wobei beide lugetangen swieohen Bollen 48 geführt werden. Die
Sollen 22 rollen dabei an den Steuerkurven ab und folgen deren Oberflächengestalt 34» wobei ele durch den hydraulischen Druok
in Anlage gehalten werden. Da die Oberflächen 34 U9r Steuerkurven» gegen welche die Bollen 22 anliegen« einen Winkel mit
der Bewegungsrichtung der Zugstangen gemüse Tig. 1 eineohlieseen,
werden die Werkieugsehlltten 16 gegen die entsprechenden Werkstück· bewegt.
8er Betrag 41eeer Voreehuebee*fung kann auf sweierlel Weiee
beetissrt werden t entweder durch Veränderung der Ί&^· des
fiubes der lugetangen während des Bearbeitungsvorgangee, wobei
elm geeigneter feil der Länge jeder Steuerkurve ausgenütst wird.
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oder durch Veränderung dee Steigungswinkels der Kurvenoberflächen
34 oder durch Veränderung beider genannter Faktoren» Ein Vorteil der Erfindung besteht in der Einfachheit, mit welcher die
Vorschubbewegung der Werkzeugschlitten individuell mit grösster
Genauigkeit eingestellt werden kann.
Der Arbeitszyklus einer Drehmaschine naoh Fig. 1 und 2 läuft wie folgt abt Naoh Beendigung der spanabhebenden Bearbeitung
in sämtlichen seohs Bearbeitungastellungen werden die Kanäle in Verbindung mit einer Druokmittelquelle gebracht, und die
Kanäle 18 werden zu einem Auslass hin geöffnet, woduroh die Werkzeugschlitten und deren zugehörige Drehstähle von den
Werkstücken zurückgezogen werden. Daraufhin wird der Spannfutterträger 12 um 60° in Richtung des. Pfeiles in Fig. 1 gedreht
und durch einen Indexbolzen festgelegt, so dass jedes Spannfutter 13 diejenige Stellung einnimmt, die das benachbarte
Spannfutter während de« vorhergehenden Arbeitsganges eingenommen hatte.
Die Exzenterrolle 28 -^dee^Wer wird durch
Drehung der Welle 31 über das Sohneckengetriebe 32 gezwungen,
ihre niedrigste Stellung einzunehmen, wobei die höohsten
Erhebungen der Steuerkurven 23 eine Lage axial gegenüber den Rollen 22 einnehmen. Die Werkstücke werden in ihre geeigneten
axialen Ausgangsstellungen gebracht. Run wird den Kanälen 18 Druckflüssigkeit zugeführt, und die Werkzeugschlitten 16 werden
in Richtung gegen die Werkstücke bewegt, bis sich die Rollen gegen die Steuerkurven 23 anlegen. Der hydraulische Druck
und somit die Anlage werden im weiteren aufrechterhalten. Die Riohtung der Bewegung der Exzenterrolle 28 wird nun entgegen
dem Uhrzeigersinne umgekehrt, und der Balken 26 wird in derselben Riohtung vereohwenkt, da die Exzenterrolle 28 zwischen
den Führungsleisten 35 geführt wird· Diese Schwenkbewegung des Balkens 26 verschiebt die Zugstangen 34, so dass die rechte
Zugstange genas· Fig. 1 naoh aufwärts und die linke Zugstange
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nach abwärts bewegt werden. Da der hydraulische Druck konstant gehalten wird, folgen die Rollen 22 den Oberflächen 34 der
Steuerkurven 23» und die Drehstahl« 14 werden gegen die Werkzeugachse
vorgeschoben mit einem Betrag, der von der Neigung der Steuerkurvenoberfläohe 34 im Verhältnis zur Geschwindigkeit der
Bewegung der Zugstangen 34 abhängt. Wenn die Exzenterrolle 28 ihre höchste Stellung erreicht hat, sind die Werkzeugstähle so
weit wie erforderlich gegen das Werkstück vorgeschoben und der Arbeitsgang ist beendet* Hierauf wird der beschriebene
Zyklus wiederholt.
Ein Ergebnis, ähnlich"dem mit den Anordnung nach Fig. 1 und 2
erzielbaren Ergebnis, kann auch durch Drehung der Steuerkurven in entgegengesetzter Richtung und durch' Anwendung eines hydraulischen
Druckes in gleichfalls entgegengesetzter Richtung erzielt werden. In jedem Falle hat die Steuerkurve die Aufgabe» die
Werkzeuge gegen das zugehörige Werkstück entgegen dem hydraulischen Druck zu pressen.
In der vorstehenden Beschreibung 1st lediglich der Vorschub der
Werkzeuge beschrieben worden. Die Erfindung bezieht sich jedoch ebenfalls auf den Vorsohub des Hauptschlittens. Dies ist in
Pig· 2 dargestellt, in weloher der Hauptschlitten mit 36 bezeichnet
ist. Er ist im Prinzip als hydraulischer Zylinder ausgebildet, in welchem ein an einer festen Kolbenstange 33 angeordneter
Kolben 37 vorgesehen ist. Das eine Ende des Zylinders ist mit einem Ansatz 39 versehen, an welohem eine Stange 40 befestigt 1st.
An der Stange ist ein Führungszapfen 41 angebracht, der in eine
Nut 42 einer Kurvenscheibe 43 eingreift. Diese Kurvenscheibe ist auf der obenerwähnten Welle 31 montiert und wird gleichzeltig
mit der Verschwenkung der Exzenterrolle 28 gedreht. Wie aus 71g. 2 hervorgeht, ist die Hut 42 kurvenförmig ausgebildet
und bildet eine Steuernut für den Führungszapfen 41 · Im Gegensatz
zu herkömmlichen Drehmaschinen überträgt die Kurvenscheibe
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\ -t I I « w w
keine Kraft «of Ata Hauptsohlitten 36 «W Al· lut 42, Aen
fUhrungaaapfen 41t Al« Stange 40 und Ata Ansät· 39· tA· Kraft*
gjielle let vielmehr ·1η· hydraulische, d.h. «in hydraullsoh··
Druckmittel, da· dem Zylinder 45 in Hauptsohlitten 36 duroh
•intn Kanal 44 la Atr Kolbenstange 38 zugeführt wird. Si·
Bewegung A·· Hauptβohlittens 36 wird duroh Drehung der Kurvenscheibe 43 gesteuert. Si· Kurvenscheibe 43 wird mit niedriger
Geschwindigkeit In Toreohubriohtung tin tint halb· Uadrchung
gedreht. Daraufhin wird Al· Bewegungsrichtung umgekehrt, und Al· Drehgeschwindigkeit wird gesteigert, um dan Hauptechlitten
•o aohn«ll «1· aöglioh In seine Ausgangsetellung aurttokaufahraa·
Der lieohanisnnui Aar Werkeeugeohlitten und des Hauptsohlitten*
let im Prlnaip der gleiohe, Aa Al· Rollen 22 dea Whrunge-
«apfen 41 und Al« ßteuerkurren 23 und Al· Zugetangen 24
der Hut 42 bsw. der Xurrensoheibe 43 entepreohen.
Di· erwähnten Teile können Im Rahmen der Erfindung auf rerechiedene Weise abgeändert werden· Dl· Fig. 3 vad 4 »«igen ,,..,.
•in· autouatisohe 6-Spindel-Drehmasohine mit etwaa abgalndartta
Teilen. Auf einem Maeohinenbett 111 lat «la 8pannfuttertrager
112 angeordnet, der eeohe Spannfatter 119 aum Bpannen ron
Rundmaterial tragt, Aaa auf diesen mit HiXfe ron in Werkaeufhaltern 115 eingespannten ferkeeugetählen 114 bearbeitet wird.
Die Werkzeughalter 115 sind auf Werkeeugeohlitten einstellbar
befestigt. Die Werkaeugsohlitten 116 werden in Torsohubriohtung Auren «inen über «inen Kanal 118 angeführten flttesigkeitadruok betätigt» Aer gegen einen am Maeohinenbett 111
festgelegten Kolben 119 wirkt.
pie Tier oberen Weriweugeohlitten 16 beweg·« eiefc fcm wwaeAt·
liohen radial mit lasug auf Ata Spannfuttert rager 112» während
Ale beiden unteren Werkzeugschlitten Bewegungen eatlaag τοη
Riohtung en auafUhren, Al· von Aer RaAlalrlehtu&g abwelehemt
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90981 3/0402
so dass die Späne leichter abgeworfen werden können. Zwischen
den Werkzeugschlitten 116 und dem Maschinenbett ist ein Ring 124 angeordnet, der von einem-Rollenlager 144 getragen wird
(ng. 4).
Der Ring 124 ist entlang eines Teiles seines Umfanges mit
Zähnen 128 versehen und wird mittels eines in diese eingreifenden Zahnrades 130 auf einer Welle 131 gedreht. An dem Ring 124
sind Steuerkurven 123 einstellbar befestigt. Rollen 122 liegen geg^n die Steuerkurven 123 an und sind an der Innenseite der
Werkzeugschlitten 116 festgelegt· Der Ring 124 ist In beiden
Richtungen drehbar.
Zu Beginn jedes Arbeitszyklus wird durch die Kanäle 118
Druckmittel zugeführt. Daduroh werden die Werkzeugschlitten 116'
nach einwärts bewegt, bis die Rollen 122 in Anlage mit den Steuerkurven 123 kommen. Die Vorschubbewegung setzt ein, wenn
der Ring 124 im Uhrzeigersinne mit Bezug auf Flg. 3 gedreht wird, wobei die Rollen 122 den Oberflächen 134 der Steuerkurven 123
folgen, da die Kolben 119 dem Druck des Druckmittels unterworfen sind, welcher ebene ο auf die Werkzeugschlitten 116 wirkt. Wenn
der Ring 124 durch die Welle 131 und das Zahnrad 130 um einen vorgegebenen Winkel soweit gedreht 1st, dass die Werkzeuge ihre
Endet ellung erreicht haben» wird die Bewegungsrichtung des Ringes entgegen dem Uhrzeigersinne umgekehrt, und die Werkzeugschlitten
116 werden zurückgezogen, wobei die Arbeitskammem 117 vom
Druck entlastet werden und der Ringkammer 120 Druckflüssigkeit zugeführt wird. Hierauf wird der Spannfutterträger 112 um 60°
gedreht, das Rundmaterial naoh vorwärts versohoben, und ein
neuer Zyklus kann beginnen«
Der Mechanismus für den Axialvorschub ist gleichfalls etwas verschieden
von dem der Drehmaschine nach Fig. 1 und 2.Die Welle 131,
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weloher das Zahnrad 130 sitzt» überträgt gleichfalls Kraft
für den Vorschub des Hauptsohlittens. . Die Welle 131 ist an ihrem anderen Snde in einer Konsole 145 auf dem Maschinenbett 111
gelagert, und mit einer Kurbel 143 versehen, die bei Drehung der Welle 131 eine Zugstange 140 mit einer Steuerkurve 142 auf- und
abbewegt. Der Hauptsohlitten 136 wird in ähnlicher Weise, wie oben in Verbindung mit den fig* 1 und 2 beschrieben,verschoben,
d.h. dass der durch Kanäle 146 und 147 zu- bzw. abgeführte hydraulische Druck abwechselnd gegen die eine oder andere Seite
des Kolben»wirkt· Der Hauptsohlitten 1st mit einem axial
gerichteten Ansäte 139 versehen, an dessen Ende eine eich an der
Steuerkurve 142 abwälzende Roll· 143 drehbar gelagert ist. Wenn die Steuerkurve 142 vertikal verschoben wird, wird der Hauptsohlitten 136 unter der Wirkung des hydraulischen Druoke« axial
veraohoben mit einer Oesonwindigkeit, dl· bestimmt ist, durch
dl· Bewegung der Soll· 143 entlang der Steuerkurve 142»
Obgleloh di· Erfindung in Verbindung mit einer automatischen
Mehrepindeldrehmaeohine beschrieben worden let, let ele auoh
auf ander« Werkseugmaeohinen mit hydraulisch betätigten 8ohlitten
anwendbar, sofern ·· nur erwünscht let, den Betrag an Bewegung für solche SohllttenVpositiv iu steuern.
SKF 7479 / 6.9.1960 9098 13/OA 02
BAD
Claims (5)
- Die PatentaDipl.-Ing.2.Jourdan , _Dipl. -Ing. W. Beyer 1 -4 7 7 1 0 GFrankfurt/Main Freiherr-vom-Stein-Str.In Sachen:Aktiebolaget Svenska
Kull'agerfabriken
Göteborg / SchwedenPatentansprüche^ 1. Werkzeugmaschine zur Bearbeitung von Werkstücken unter gleichzeitigem Antrieb von Plan- und Längsvorschub, . wobei der Planvorschub in einem bestimmten Verhältnis zum Längsvorschub stehen soll, gekennzeichnet· durch an sich bekannte hydraulische Einzelantriebe (17/19, 45/37, 117/119, 136/137) und bewegbare Führungsanschläge (23, 43, 123, 142), die mit Steuerkurven versehen sind und durch deren Bewegung und Steuerkurvensteigung 'die Vorschubstrecken und Vorschubgeschwindigkeiten steuerbar sind, einen einzigen mechanischen Antrieb (31, 32) für die Bewegung der Führungsanschläge (23, 43, 123, 142) sowie in formschlüssigem Eingriff stehende starre Verbindungsglieder (24, 25, 26, 28, 30, 31) zwischen den Führungsanschlägen (23, 43, 123, 142). - 2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, insbesondere automatische Mehrspindeldrehmaschine zur aufeinanderfolgenden Bearbeitung von Bundmaterial an einer der Spindelzahl entsprechenden Anzahl von Bearbeitungsstellen, wobei die Drehmaschine an jeder Bearbeitungsstelle mit einem gegen das Werkstück anstellbaren Werkzeugschlitten versehen ist und einen allen Bearbeitungsstellen gemeinsamen axial verschieblichen Haupts chlit ten aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß,mehrere Gruppen parallelgeführter und in gleicher Planvorschubrichtung bewegbarer Werkzeugschlitten (16) gebildet sind und daß die Führungsan-_. **— 1 mV 1 Soti 3 des AnderungsflW· *· * Λ 1^-*• >jo Unterlagen &ΒΤβ$Φ\Ί/ uTo2sip 7479/15.3.1966 . - 2 -BAD ORiCHNALIt// IUDschlage (23) einer Gruppe jeweils an einer gemeinsamen Zug- oder Druckstange (24) befestigt sind.
- 3. Werkzeugmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Bewegung des Führungsanschlages (42) für den Längsvorschub des Hauptschlittens (36) durch eine Kurvenscheibe (43) erfolgt, welche mit einer ider Antriebsübertragung zu den Zug- oder Druckstangen (24) dienenden Welle (31) drehfest verbunden ist.
- 4. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, insbesondere automatische Mehrspindeldrehmaschine zur aufeinanderfolgenden Bearbeitung von· Bundmaterial an einer der Spindelzahl entsprechenden Anzahl von Bearbeitungsstellen, wobei die Drehmaschine an jeder Bearbeitungsstelle mit einem gegen das Werkstück anstellbaren Werkzeugschlitten versehen ist und :einen allen Bearbeitungsstellen gemeinsamen axial verschieb.-lichen !Hauptschlitten aufweist, dadurch g e k e η η ζ e ic- h η e t , daß die Werkzeugschlitten (116) im wesentlichen radial zur Hauptachse der Hehrspindeldrehmaschine geführt und bewegbar sind und die J^ührungsanschläge (123) an einem zu der Hauptachse konzentrischen, drehbar antreibbaren Ring (124) befestigt sind.
- 5. Werkzeugmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Bewegung des Führungsanschlages (142) für den Längsvorschub des Hauptschlittens (136) über einen Kurbeltrieb (143;, 14-0) erfolgt, welcher von einer der Antriebsübertragung auf den drehbaren Ring (124) dienenden Welle (131) antreibbar ist.SiG1 7479/15.3.1966909813/0402BAD ORKMNAL
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- 1963-11-09 DE DE19631477106 patent/DE1477106A1/de active Pending
Also Published As
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