DE1777019A1

DE1777019A1 - Werkzeugmaschine

Info

Publication number: DE1777019A1
Application number: DE19681777019
Authority: DE
Inventors: Martin John Laughlin
Original assignee: Kearney and Trecker Corp
Current assignee: Kearney and Trecker Corp
Priority date: 1967-08-25
Filing date: 1968-08-22
Publication date: 1972-01-05
Also published as: DE1777019C3; US3477121A; CH479352A; SE360814B; DE1777019B2; JPS4940748B1; GB1202955A

Description

PATENTANWÄLTE 1 7 7 7 Π 1 Q

DR.-ING. VON KREISLER DR.-INO. SCHÖN WALD * DR.-ING. TH. MEYER OR. FUES KÖLN 1, DEICHMANNHAUS

Il Aug. 1968 Sch-DB/Is

Kearney & Trecker Corporation, llooo Theodore Trecker Way, Milwaukee, Wisconsin, USA

Werkz eugmas chine

Die Erfindung betrifft Werkzeugmaschinen.

Bisher werden Drehvorgänge notwendigerweise auf "Drehmaschinen" oder "Drehbänken¹¹ durchgeführt, die in ihren Spanabhebungsfähigkeiten aufgrund der durch den Werkzeughalter gegebenen Grenzen beschränkt sind. Bei"Drehmaschinen^w können die Werkzeughalter lediglich feststehend in diesen gehaltene Werkzeuge aufnehmen und verwenden. Bei dieser Anordnung muß das Werkstück um seine eigene Achse gedreht werden, während das Werkzeug festgehalten wird. Daher können Metallzerspanungsvorgänge, die ein Drehwerkzeug erfordern, an einem Werkstück nicht auf herkömmlichen Maschinen zur Durchführung von Drehbearbeitungen ausgeführt werden. Unter diesen Umständen ist es erforderlich, das Werkstück von einer

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Werkzeugmaschine auf eine andere zu übertragen, um die gewünschten unterschiedlichen Metallzerspanungsvorgänge ausführen zu können.

Alle Drehwerkzeuge sind mit konischen Schäften verseilen» die eine kegelstumpfförmige Gestalt aufweisen und Bit entsprechenden Konusflächen, die eine kegelstumpfförmlge Fläche an der Spindel bilden, zur Anlage können, wenn das Werkzeug in die Spindel eingesetzt wird· Der Kingriff dieser beiden Konusflächen fixiert das Drehwerkzeug

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relativ zur Spindel. Andererseits sind feststehende Werkzeuge mit Konusschäften versehen, die mit einer konischen oder entsprechend kegelstumpfförmigen Fläche des Werkzeughalterrahmens in Eingriff kommen, wodurch das feststehende Werkzeug zu dan Rahmen gesichert wird· Die Spindel wird von einem Motor angetrieben« wobei die Kraftübertragung von einem Getriebe zu einem Antriebsrad« das mit der Spindel kämmt, erfolgt. Wenn ein Werkzeugwechsel gefordert wird, wird das Antriebsrad axial verschoben, um einen auf dem Antriebsrad vorgesehenen Keil mit einer an einem feststehenden Kragen befindlichen Mitnehmernut in Eingriff zu bringen. Dies bewirkt eine Verriegelung der Spindel in einer vorbestimmten gerichteten Winkel* stellung.

Gegenstand dieser Erfindung 1st es, einen einzigen Werkzeughalter für ein Maschinenzentrum zu schaffen, der sowohl zur Aufnahme feststehender Drehwerkzeuge als auch drehbarer Werkzeuge geeignet ist.

Gemäß der Erfindung 1st eine Werkzeugmaschine zur Durchführung vielfaltigerBearbeitungsvorgänge mit Zerspanungewerkzeugen, bestehend aus einem Rahmen sowie einer auf dem Rahmen montierten Werkstückspannvorrichtung und einem Werkzeughalter dadurch gekennzeichnet, dafl Mittel

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zum Befestigen eines feststehenden Zerspanungswerkzeuges in dem Werkzeughalter, Mittel zur drehbaren Befestigung eines Drehwerkzeuges in dem Werkzeughalter und Antriebsmittel zum Drehen des Drehwerkzeuges in dem Werkzeughalter vorgesehen sind, wobei die Werkstückspannvorrichtung ein Werkstück derart führt, daß es wahlweise entweder von den feststehenden oder von den drehbaren Schneidwerkzeugen in dem Werkzeughalter bearbeitbar ist.

Fig. 1 ist eine teilweise Vorderansicht einer Drehmaschine gemäß der Erfindung.

Fig. 2 ist eine Draufsicht auf einen Teil der Drehmaschine nach Fig. 1.

Fig. 5 ist eine teilweise geschnittene Teilstirnansicht des Werkzeughalters der Maschine gemäß Fig. 1.

Fig. 4 ist eine Teilansicht des in Fig. j5 dargestellten Werkzeughalters, wobei ein drehbares Schneidwerkzeug in die Spindel eingesetzt ist und der Hauptteil des Spindelgetriebes weggelassen wurde.

Fig. 5 ist eine Teilansicht der Stirnseite des Werkzeughalters und zeigt ein einschneidiges Werkzeug in der Spindel.

Fig. 6 ist eine Teilansicht des Werkzeughalters mit dem einschneidigen Werkzeug und zeigt einen mit dem Werkzeug verbundenen Keil in Eingriff mit einer Mitnehmernut in der feststehenden Stirnplatte.

Fig. 7 ist eine Teilansicht der Werkzeughalterspindel, die mit einem drehbaren Schneidwerkzeug bestückt ist, wo bei die Keilverbindung und die

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Werkzeuges dargestellt ist.

Fig. 8 ist ein senkrechter Schnitt längs der Linie 8-8 in Fig. 5.

Die Figuren zeigen ein Werkzeugmaschinendrehzentrum mit den Merkmalen der vorliegenden Erfindung, bestelmd aus einem Maschinenbett 11, das einen verschiebbaren WerkstÜcksplndelkasten 12 trägt und horizontale Führungen IJ aufweist, die mit entsprechenden, nicht gezeichneten Führungen an der Unterseite des Spindelkastens 12 zusammengreifen.

Die Bewegung des Spindelkastens 12 in beiden Richtungen wird durch Drehung einer Gewindespindel 14 erzielt, die in Schraubeingriff mit einem Gegengewindehängelager 15 steht, das an der Unterseite des Spindelkastens 12 angebracht ist. Die Gewindespindel ist in nicht gezeichneten Lagern im Maschinenbett 11 drehbar angeordnet. Die Drehung der Gewindespindel 14 in jedweder Richtung wird von einem Motor 16 bewirkt, der im Inneren des hohlen Maschinenbettes 11 angeordnet und zur Rotation der Gewindespindel zwecks Bewegung des Spindelkastens 12 in seiner PUhrungsbahn geschaltet ist.

In dem Spindelstock 12 ist eine angetriebene Werkstückspindel 17 drehbar gelagert. In dieser befinden sich nicht gezeichnete Spannzeuge zur lösbaren drehfesten Befestigung einer Werkstückplanscheibe 18 an der Spindel 17. Die Planscheibe l8 besitzt mehrere radial einstellbare Spannbacken 19, die ein Werkstück WP koaxial zu der.Spindel 17 dejtrart zentrieren können, daß das Werkstück WP mit der Spindel rotiert.

Der Drehantrieb mit ausgewählter Leistung für die Spindel wird von einem in nur einer Richtung drehenden Zweistufen»

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motor 2o abgenommen, indem seine Antriebsscheibe durch einen Riemen 21 mit einer an einer drehbaren Welle 25 befestigten Scheibe 22 verbunden ist. (Pig. I). Die Leistungsabnahmewelle 23 betreibt die Mitnehmerscheiben einer wahlweise betätigbaren Mehrscheibenkupplung 26, deren Mitnehmerscheiben in bekannter Weise mit einem Ende einer Einweg-Antriebswelle 27 in Verbindung stehen. Die wahlweise drehbare Antriebswelle 27 treibt die jeweiligen Mitnehmerscheiben an, die mit einer Auflaufkupplung 28 und einer Rückkupplung 29 verbunden sind. Die Mitnehmerscheiben der Auflaufkupplung 28 sind an einem Ende einer verlängerten Lagerbüchse 3o eines Kegelrades 31 befestigt, das mit einem Kegelrad 32 kämmt, das an das eine Ende einer kerbverzahnten Übertragungswelle 33 angesetzt ist. Die Mitnehmerscheiben der Rückkupplung 29 sind in ähnlicher Weise an einem Ende einer verlängerten Lagerbüchse 35 befestigt, die mit einem Kegelrad 36 zusammenhängt, das ebenfalls mit dem Kegelrad 32 kämmt. Sobald die Werkstückspindel 17 gegen Rotation blockiert werden soll,'wird die Auflaufkupplung 26 ausgerückt, wodurch die übertragung einer einseitig gerichteten Kraft von der Leistungsaufnahmewelle 23 zu der Antriebswelle 27 unterbrochen wird. Wenn die übliche Antriebswelle 27 sich nicht dreht, werden die beiden Kupplungen 28 und 29 veranlaßt, die Kegelräder 31 und 36 reibungsschlüssig mit der feststehenden Welle 27 zu verbinden, wodurch das Kegelrad 32 gegen Rotation blockiert wird. Die Leistungsaufnahmewelle 33 treibt ein wahlweise schaltbares Getriebe 38 an, das seinerseits die Werkstückspindel 17 mit einer der möglichen Geschwindigkeiten dreht. Eine eingehendere Beschreibung des Antriebes ist in dem USA-Patent 3 259 957 enthalten.

Die in Fig. 1 dargestellte Werkzeugmaschine besitzt einen automatischen mechanischen WerkstUckwechsler 39, der an

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der Seite des Spindelkastens 12 angebracht ist und der die Stellung des Werkstückes WP und eines nicht gezeichneten neuen Werkstückes, das in einer Einstell- und Vorratseinrichtung (nicht gezeichnet) vorhanden ist, verändern kann. Da der Werkstückwechsler 39 keinen Teil der Erfindung bildet, wurde der Mechanismus zum Betrieb desselben in einem WerkstückwechseLzyklus weder gezeigt noch beschrieben.

Auf der rechten Seite des Maschinenbettes 11 (Pig. I) befindet sich ein Gestell bzw. eine Säule 4o mit einer Schrägfläche 41. Zwei parallele Führungen 42 sind mit Abstand zueinander starr an der Schrägfläche 41 befestigt und stützen einen Querschlitten 43 zur geführten Bewegung längs derselben zur Bewegung eines Werkzeughalters 45 relativ zu dem vom Spindelkasten 12 getragenen Werkstück WP. Der Schlitten 43 wird in Jeder Richtung durch die Kraft angetrieben, die von einem Wendemotor 46 abgegeben wird, der sich in Arbeitsstellung am oberen Ende der Führungen 42 befindet. Der Motor 46 treibt eine Gewindespindel 47 mit ausgewählter Geschwindigkeit in jeder Richtung an. Diese Spindel 1st in bekannter Welse in ein Gegengewindelager (nicht gezeichnet) eingesetzt, das an der Unterseite des Schlittens 43 zur übertragung des Antriebes vom Motor zum Schlitten befestigt ist.

Der Werkzeughalter 45 wird von dem Querschlitten 43 getragen und bewegt sich mit Ihm. Außerdem 1st der Werkzeughalter 45 auf dem Querschlitten 43 relativ zu diesem drehbar gelagert. Die Drehung erfolgt um eine senkrecht zur Verschiebebewegung des Schlittens 43 gerichtete Achse. Die Drehbewegung des Werkzeughalters 45 dient zur Verstellung desselben von einer ersten Stellung gemäß

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Fig. 2 in eine zweite Stellung. In der ersten Stellung wird ein von dem Werkzeughalter 45 getragenes Werkzeug 6oG so angeordnet, daß es sich nach links erstreckt, wobei seine Achse parallel zur Achse der Spindel 17 ist (Fig. 1 und 2). Die zweite Stellung ist im Gegenuhrzeigersinn 9o° von der Stellung gemäß Fig. 2 versetzt; in dieser ist das Werkzeug 6oO so gerichtet, daß seine Achse parallel zur Bewegungsbahn des Schlittens 43 und senkrecht zur Spindelachse 17 steht. Die beiden Stellungen des Werkzeughalters 45 erlauben eine wahlweise Bearbeitung der Stirnflache 48 des Werkstückes WP f oder der Seitenfläche 49 desselben. Der Werkzeughalter 45 wird von einer Kolben-Zylindereinrichtung 5o in die erste bzw. zweite Stellung gebracht.

Der in den Fig. 3 und 4 gezeigte Werkzeughalter 45 weist eine an dem Schlitten 43 montierte Grundplatte 51 auf. Diese Grundplatte trägt ein drehbares Werkzeughaltergehäuse 53 zur genauen Anzeige der Bewegung zwischen der ersten und zweiten Stellung. Zu diesem Zweck weist das Gehäuse 53 eine nach unten gerichtete Achse 54 und eine trennbare Zahnkupplung 55 auf. Die Zahnkupplung 55 besteht aus ringförmigen Zahnkränzen 57 und 58. Bevor das λ Werkzeughaltergehäuse 53 zur Umsetzung des Werkzeughalters 45 von der ersten in die zweite Stellung oder umgekehrt gedreht werden kann« muß das Gehäuse 53 angehoben werden, um eine Trennung zwischen den Kupplungszähnen der Zahnkränze 57 und 58 zu erzielen. Die Trennung der Zahnkränze 57 und 58 wird durch einen nicht gezeichneten Hydromotor bewirkt, der die Achse 54 zur Auseinanderbringung von Grundplatte 51 und Werkzeughaltergehäuse 53 nach oben bewegt. Nachdem der Werkzeughalter in die gewünschte Stellung geschwenkt worden ist, wird das Gehäuse 53 durch Abwärtsbewegung der Achse 54 abgesenkt, um den Werkzeughalter in der ausgewählten Stellung

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festzuhalten.

Die Werkzeugmaschine besitzt einen automatischen mechanischen Werkzeugwechsler, der die Werkzeuge zwischen dem Werkzeughalter 45 und einem Werkzeugmagazin 59 wechselt. Fig. 2 zeigt, daß mehrere Werkzeuge 6o, die alle unterschiedliche Schneiden 6oA bis P aufweisen, in dem Magazin 59 bereitgehalten werden. Zur Wechselung eines Werkzeuges zwischen dem Magazin 59 und dem Werkzeughalter 45 wird das Magazin 59 so eingestellt, daß ein ausgewähltes Werkzeug in eine

} Wechselbereitschaftsstellung 62 gelangt. Das Werkzeug wird von einem Werkzeugtransportarm 63 von dem Magazin zum Werkzeughalter gebracht. Dieser Arm 63 ist an dem Gestell 4o befestigt und um eine waagerechte Achse drehbar, die parallel zur Achse des Werkzeuges 60A in der Werkzeugbereitschaftslage 62 verläuft. Im übrigen ist er als hohles Gehäuse ausgebildet, das zwei in entgegengesetzte Richtungen ausziehbare Werkzeuggreifer 64 aufweist· Diese Greifer sind wahlweise von einer zurückgezogenen Stellung innerhalb des Transportarmgehäuses in eine voll ausgezogene Stellung bewegbar, in der sie die von dem Magazin 59 bzw. dem Werkzeughalter 45 getragenen Werkzeuge klemmend festhalten. Die Greifer werden von einer Kolben-Zylinder-

" einheit 65, die auf der rechten Seite der Säule 4o montiert ist, nach außen bewegt. Wenn die Greifer die Werkzeuge . in dem Magazin 59 und in dem Werkzeughalter 45 gefaßt haben, wird der Arm 63 nach außen bewegt, um das Werkzeug vom Magazin und gleichzeitig das vorher verwendete Werkzeug vom Werkzeughalter 45 abzunehmen. Die Bewegung wird durch eine Kolben-Zylinderanordnung 66 hervorgerufen» die sich auf der rechten Seite der Säule 4o befindet. Danach wird der Arm 65 um l8o° gedreht. Dies gesohieht mittels einer Kolben-Zylinder einheit 67, die ebenfalls auf der rechten Seit· des Gestells 4o angebracht ist und dem Wechsel der Oreifer-

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Stellungen dient. Danach zieht die Kolben-Zylindereinheit 66 den Arm 63 zurück, wodurch die ausgetauschten Werkzeuge in das Magazin 59 und den Werkzeughalter 45 eingesetzt werden. Sobald die Qreifer 64 mittels der Kolbenzylinderanordnung 65 zurückgezogen worden sind ist der Werkzeugwechselzyklus vollendet. Um sicherzustellen, daß die von dem Werkzeugtransportarm 63 beförderten Werkzeuge sich in den Werkzeuggreifern nicht um ihre Achsen drehen, sind die Werkzeuge 60 mit parallel abgeflachten Flächen 6l versehen (Fig. 4 und 5)· Die Werkzeuggreifer 64 des Werkzeugtransportarmes 65 greifen die parallelen Abflaohungen 6l des Werkzeuges und führen das Werkzeug von dem Magazin 59 zur Spindel 71· Die Werkzeuge drehen sich während des Transportes nicht in den Greifern 64 und werden stets in der gleichen Winkelstellung in die Spindel 71 und in das Magazin 59 eingesetzt.

Alle Werkzeuge 60 sind jeweils mit einer Nummer gekennzeichnet und in Übereinstimmung mit dem binären System chiffriert, um die Nummern des Werkzeughalters anzuzeigen. Zu diesem Zweck ist das axiale innere Ende jedes Werkzeuges 60 mit zehn Chiffriersegmenten 68 gemäß Fig. 7 versehen, die die Chiffrierung bilden, wobei Jedes Segment eine der Gruppen des binären Zahlensystems darstellt. Einige dieser Segmente sind länger als die anderen, um den Wert der von ihnen repräsentierten Gruppe festzusetzen. Die längeren Segmente, wie z.B. ein Chiffriersegment 68a, stellt die Zahl eins für die besondere Gruppe der binären Zahl dar, während die kürzeren Segmente, wie z.B. ein Chiffriersegment 68ßi die Zahl null für diese besondere Gruppe des binären Systems angibt.

Diese Chiffrierung der Werkzeuge 60 wird von einem Werk-

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zeugwähler oder einem nicht gezeichneten Ablesekopf abgelesen. Bevor der Motor 7o zur Drehung des Magazins 59 in Gang gesetzt wird, wird die Kennzeichnungsnummer des gewünschten Werkzeuges entweder von Hand oder automatisch in bekannter Weise auf ein elektrisches Steuersystem aufgedrückt. Sodann wird bei Drehung des Magazins 59 der Werkzeugablesekopf die Segmente 68 an dem axialen Ende der in dem Magazin untergebrachten Werkzeuge ablesen. Wenn die von den Chiffriersegmenten 68 dargestellte« von dem Ablesekopf abgelesene Zahl sich mit der dem P elektrischen Steuersystem aufgedrückten Zahl deckt, bewirkt dieses die Einführung des ausgewählten Werkzeuges in die Bereitschaftslage 62.

Der Werkzeughalter 45 besitzt eine Spindel 71* die gegen Drehung sicherbar ist, um ein feststehendes Schneidwerkzeug aufzunehmen bzw. die zum Betrieb eines drehbaren Schneidwerkzeuges rotierbar ist. Zur Ermöglichung der Verwendung eines Drehwerkzeuges weist der Werkzeughalter 45 die Spindel 71 auf, die in Lagern 72 und 73 drehbar angeordnet ist (Fig. 3). Die Spindel 71 wird mit einer Geschwindigkeit gedreht, die von mehreren möglichen Drehzahlen eines Getriebes 74 ausgewählt worden ist. Die Antriebskraft für das Getriebe 74 wird von einem Motor 75 erhalten, der an dem Werkzeughaltergehäuse 53 montiert ist. Die Antriebskraft wird von dem Motor 75 über ^ein schaltbares Stufenzahnrad 76 auf das Getriebe 74 übertragen. Von dem Getriebe 74 wird die Motorleistung an ein schaltbares Leistungsabnahmestufenrad 77 weitergeleitet, das seinerseits ein Spindelantriebsrad 78 antreibt, das mit einem fest auf der Spindel 71 sitzenden Zahnrad 79 kämmt. Daher wird die Antriebsleistung vom Motor 75 durch ein sehaltbares Stufenzahnrad 76 und ein Oetriebe 74 auf ein schaltbares Zweistufenzahnrad 77 und ein Spindelan-

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trlebsrad 78 übertragen, das seinerseits die Spindel 71 dreht.

Am hinteren Ende der Spindel 71 befindet sich eine Anzugsdornvorrichtung 80 (Fig. J5, 4 und 8). Die Anzugsdornvorrichtung 80 1st zum Einsetzen eines Werkzeuges in die Spindel 71 betätigbar und dient zum Festhalten des Werkzeuges in seiner Betriebsstellung innerhalb der Spindel. Die Vorrichtung 80 besteht im wesentlichen aus mehreren radial bewegbaren Spannbacken 8l und einem Dorn 82, der an seinem linken Ende einen Flanschteil 83 und seinem rechten Ende einen Kragen 84 trägt. Die Spannbacken weisen schräge Führungen 87 auf, die in Schlitzen 88 gleiten, die in einen zylindrischen FUhrungsblock 89 eingeschnitten sind. Die Spannbacken haben ebenfalls eine Nut 91« die den verschiebbaren Flansch 85 des Domes aufnimmt. Alle Werkzeuge 60 sind an ihrem hinteren Ende mit Flanschen versehen. Der Schenkelteil 9° der Spannbacken 8l weist eine Greiffläche 93 auf, die mit einer Greiffläche 94 des Werkzeugflansches 92 in Eingriff steht. Der Dorn 82 ist von einer Tellerfeder 95 (Belleville-Feder) umgeben, die sich gegen den Kragen 84 und den FUhrungsblock 89 abstützt und den Dorn 82 nach rechts driickt (Fig. 3)· Durch die nach rechts gerichtete Kraftbeaufschlagung des Domes 82 kommt der Flansch 83 des Dornes gegen die Nut 91 der Spannbacken derart in Eingriff, daß eine Rechtsbewegung der Spannbacken 8l bewirkt wird (Fig. 3), so daß die Schrägflächen 87 in den Schlitzen 88 des FUhrungsblockes in Richtung zum Zentrum der Spindel 71 nach rechts gleiten. Diese Bewegung der Spannbacken 8l ruft die Aneinanderlegung der Greifflächen 93 und 94 des Schenkels 90 bzw. des Werkzeugflansches 92 hervor. Das Zusammengreifen dieser beiden Flächen Übt eine Kraft zur Zurückziehung des Werkzeuges in die Spindel 71 aus. Wenn ein feststehendes Schneid*

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werkzeug in die Spindel hineingezogen wird, so kommt seine Konusfläche Io1 (Fig. 5) gegen die Konusfläche Io2 der Stirnplatte lo^ zur Anlage, die an dem Rahmen des Werkzeughalters 45 befestigt ist. Die Anlage der Konusflächen lol und Io2 fixiert das feststehende Werkzeug gegenüber dem Rahmen des Werkzeughalters.

Wenn ein drehbares Schneidwerkzeug in die Spindel 71 gezogen wird, kommt gemäß Fig. 4 seine Konusfläche Io4 gegen die Konusfläche Io5 der Spindel 71 zur Anlage* Die

das Anlage der Konusflächen Io4 und Io5 sichert/Drehwerkzeug zu der Spindel 71. Der Zusammengriff der Konusfläche lol des feststehenden Werkzeuges mit der Konusfläche Io2 der Stirnplatte lo^ oder der Zusammengriff der Fläche Io4 des Drehwerkzeuges mit der Konusfläche I05 bewirken zusammen mit der Anlage der Spannbacken 8l gegen das Werkzeug die kraftschlUsslge Verriegelung des Werkzeuges in der Spindel 71.

Zur Freigabe eines Werkzeuges wird der Dorn 82 entgegen der Kraft der Sliiffeder 95 nach links bewegt (Pig. 4). Die Linksbewegung des Domes 82 wird mittels einer Betätigungsstange 97 bewirkt, die zur Axialbewegung verschiebbar angeordnet ist. und von einem nicht gezeichneten Hydraulikmotor in bekannter Weise bewegt wird. Wenn der Hydraulikmotor in Betrieb gesetzt wird, bewegt sich die Betätigungsstange 97 nach links, trifft gegen den Dorn 82 und bewegt diesen entgegen der durch die Feder 95 auf ihn ausgeübten Kraft nach links. Die Bewegung des Domes 82 veranlaßt die Schrägführungen der Spannbacken sich in den Schlitzen 88 nach links und weg von dem Zentrum der Spindel 71 zu bewegen, wobei die Greifflächen 95 und zur Freigabe des Werkzeuges voneinander getrennt werden. Die mit dem Werkzeug aufler Eingriff gebrachten Spannbacken

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8l ermöglichen die Herausnahme des Werkzeuges aus der Spindel während eines Werkzeugwechselzyklus.

Die erfindungsgemäße Drehmaschine weist einen Werkzeughalter 45 auf, dessen Spindel 71 ein drehbares Schneidwerkzeug in einem Metallzerspanungsvorgang antreiben (Fig. 7) bzw. ein feststehendes einschneidiges Drehwerkzeug in vorbestimmter Stellung halten kann (Fig. 3). Wenn die Verwendung eines drehbaren Schneidwerkzeuges in der Werkzeughalterspindel 71 gewünscht wird, wird eine drehfeste Antriebsverbindung zwischen der Spindel und einem drehbaren Schneidwerkzeug hergestellt. Gemäß Fig. ist das hintere Ende des Drehwerkzeuges mit Keilverzahnungen 98 versehen, die in Antriebsverbindung mit entsprechenden Kei!verzahnungen 99 gebracht werden können, die im Inneren der Spindel 71 angeformt sind. Die Keilverzahnungen 98 und 99 kämmen miteinander,um eine Antriebs verbindung zwischen dem Werkzeug 60 und der Spindel 71 zu bewirken, so daß bei Drehung der Spindel das Drehwerkzeug mitgenommen wird. Ein Drehwerkzeug ist mit einer Konusfläche Io4 ausgestattet, die einen etwas kleineren Durchmesser als die Konusfläche lol eines feststehenden Schneidwerkzeuges aufweist. Dies hat zur Folge, daß die Konusfläche Io4 des Kragens Io7 und die Konusfläche Io2 der feststehenden Stirnplatte I03 zwischen sich ein geringfügiges Spiel haben, wenn die Anzugsdornvorrichtug'ng 80 das Werkzeug in der Spindel 71 in Stellung bringt. Hierdurch wird eine freie Drehbarkeit der Spindel relativ zur Stirnplatte Ioj5 erreicht.

Jedes feststehende Drehwerkzeug ist gemäß Fig. 3 und 6 mit einem Keil Ho versehen, der an der Umfangsfläche des Werkzeugschaftes befestigt und so ausgebildet ist, daß er in eine Mitnehmernut 111 in der feststehenden Stirnplatte

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die koaxial zur Spindel 71 angebracht Ist, eingreift. Ein derartiger Eingriff des Keiles Ho in die Mitnehmernut 111 sichert die feststehenden Werkzeuge gegen Drehung relativ zum Werkzeughaltergehäuse 55* um das Werkzeug für einen Drehvorgang benutzbar zu machen. Wegen des Vorhandenseins des Keiles Ho und die Mitnehmernut 111 muß jedes im Magazin 59 untergebrachte Werkzeug winkelausgerichtet sein, so daß bei der nachfolgenden Weiterleitung an die Spindel 71 die Übertragungsbewegung nicht nur dazu dient, die Werkzeuge zum Einsetzen in die Spindel axial auszurichten« sondern auch bewirkt, daß die feststehenden Drehwerkzeuge in einem solchen Winkel angeordnet werden, daß die darauf befindlichen Keile Ho in die Mitnehmernut 111 der Stirnplatte loji eingreifen. Die Ruckstoßkräfte des Drehvorganges werden auf diese Weise von der Keil- und Mitnehmeranordnung aufgenommen. Da die feststehenden Schneidwerkzeuge einen Kragen Io8 aufweisen, der einen etwas größeren Durchmesser als der Kragen Io7 des drehbaren Werkzeuges aufweist, wird die Konusfläche lol des feststehenden Werkzeuges von der Werkzeuganzugsdornvorriehtung 8o zu einer schlüssigen Anlage an die Konusfläche Io2 der feststehenden Stirnplatte Io3 angezogen. Außerdem ist die Konusfläche lol der feststehenden Werkzeuge viel kürzer als die Konusfläche Io4 der drehbaren Werkzeuge. Dies hat zur Folge, daß die Konusfläche lol der feststehenden Werkzeuge die Konusfläche Io5 in der Spindel 71 nicht erreicht. Statt dessen erstreckt sich der Zylinderschaft der feststehenden Werkzeuge in den von der Konusfläche Io5 der Spindel besetzten Raum, so daß ein Spiel zwischen dem Werkzeug und der Konusfläche Io5 hervorgerufen wird.

Wenn der Keil Ho des feststehenden Drehwerkzeuges in die

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Mitnehmernut 111 der feststehenden Stirnplatte eingreift und wenn die entsprechenden Keilflächen Io1 und Io2 fest aneinander anliegen, wird das Drehwerkzeug in einer vorbestimmten winkelausgerichteten Betriebsstellung gehalten. Auf diese Weise kann die Schneide eines feststehenden Drehwerkzeuges einem von einer rotierenden Werkstückspindel 17 getragenen Werkstück angepaßt werden.

Wenn ein Werkzeugwechsel erforderlich ist, wird die Spindel 71 immer in einer vorbestimmten Winkelstellung angehalten. Dies geschieht dann, wenn ein feststehendes Drehwerkzeug ™ verwendet wird, so, daß der Keil Ho in die Mitnehmernut 111 eingreift, wodurch die Schneide des feststehenden Werkzeuges zu einem von einer drehbaren Werkstückspindel 17 getragenen Werkstück ausgerichtet wird. Die Spindel 71 wird außerdem in einer vorbestimmten Winkelstellung angehalten, wenn ein drehbares Werkzeug verwendet wird, so daß die Kerbverzahnungen 98 auf dem hinteren Schaft des Werkzeughalters mit den Kerbverzahnungen 99 an der Innenfläche der Spindel 41 fluchten. Ferner ist es wünschenswert, drehbare Meißel in dem gleichen Winkelverhältnis in die Spindel einzusetzen, um die Genauigkeit der Drehvorgänge zu verbessern. Demgemäß werden - wie Fig. 3 ä und 4 zeigen - ein auf dem Spindelantriebsrad 78 angeordneter Keil 114 und eine auf einem feststehenden Kragen 116 des Werkzeughaltergehäuses 53 vorgesehene Mitnehmernut 115 verwendet, um die Einrichtung der Spindel 71 in eine vorbestimmte winkelausgerichtete Stellung zu bewirken..Für einen Werkzeugwechselzyklus wird das Spindelantriebsrad 78 mit Kriechgeschwindigkeit gefahren und zusätzlich aus der Stellung gemäß Fig. 3 axial nach links bewegt. Die hinzukommende axiale Linksbewegung des Antriebsrades 78 wird von einem Schalthebel 117 bewirkt, der durch einen nicht gezeichneten Hydraulikmotor in bekannter Weise axial be-

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wegt wird. Das Spindelantriebsrad 78 dreht sich mit Kriechgeschwindigkeit, während der Schalthebel 117 einen Druck ausübt, um das Antriebsrad 78 axial nach links zu schieben. Wenn der Keil 114 in die Mitnehmernut 115 einrastet, vollendet der Schalthebel die Linksbewegung des Antriebsrades 78 und der Keil 114 wird mit dem Antriebsrad 78 in Eingriff mit der Mitnehmernut 115 gebracht. Hierdurch wird - sobald der Zusammengriff zwischen dem Keil 114 des Spindelantriebsrades und der feststehenden Mitnehmernut 115 erfolgt ist - die Spindel 7I In der gewünschten vorbestimmten winkelausgeriehteten Stellung. verriegelt, da das Spindelantriebsrad 79 Iraner mit dem Antriebsrad 78 kämmt.

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Claims

Ansprüche

1.) Werkzeugmaschine zur Durchführung vielfältiger Bearbeitungsvorgänge mit Zerspanungswerkzeugen, bestehend aus einem Rahmen sowie einer auf dem Rahmen montierten Werkstückspannvorrichtung und einem Werkzeughalter, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zum Befestigen eines feststehenden Zerspanungswerkzeuges in dem Werkzeughalter, Mittel zur drehbaren Befestigung eines Drehwerkzeuges in dem Werkzeughalter und Antriebsmittel zum Drehen des drehbaren Werkzeuges in dem Werkzeughalter vorgesehen sind, wobei die Werkstückspannvorrichtung ein Werkstück derart führt, daß es wjriahlweise entweder von den feststehenden oder von den drehbaren Schneidwerkzeugen in dem Werkzeughalter bearbeitbar ist.

2. V/erkzeugmaschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Werkzeugspindel, die in dem Werkzeughalter zur wahlweisen Aufnahme drehbarer bzw. feststehender Schneidwerkzeuge drehbar gelagert ist und durch eine Kupplung zur drehfesten Verbindung der drehbaren Schneidwerkzeuge mit der Spindel, wobei das Antriebsmittel zur Erzielung einer Rotation der drehbaren Schneidwerkzeuge in der Spindel geschaltet ist.

3. Werkzeugmaschinenach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Spindel in einem Gehäuse auf dem Rahmen drehbar gelagert ist, und daß die in der Spindel angeordneten feststehenden Werkzeuge zur Sicherung gegen Drehung relativ zum Rahmen an dem Gehäuse befestigt sind.

4. Werkzeugmaschine nach den Ansprüche 2 und j5, da-

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durch gekennzeichnet, daß die Kupplung auf den drehbaren Werkzeugen vorgesehene Kerbverzahnungen aufweist, und daß entsprechende, auf der Spindel befindliche Kerbverzahnungen zur Herstellung einer drehfesten Verbindung zwischen Spindel und Werkzeug in Eingriff mit denjenigen auf den drehbaren Werkzeugen bringbar sind.

5· Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstückspannvorrichtung auf dem Rahmen eine Anordnung zur drehbaren Festspannung eines mit feststehenden Schneidwerkzeugen in der Spindel zusammenwirkenden Werkstückes aufweist, daß Antriebsmittel zur Drehung des drehbar befestigten Werkstückes vorgesehen sind, und daß auf dem Rahmen eine Anordnung zur unbeweglichen Pestspannung eines mit den drehbaren Schneidwerkzeugen in dem Werkzeughalter zur Durchführung der Zerspanungsarbeit zusammenwirkenden Werkstückes vorhanden ist.

6. Werkzeugmaschine nach Anspruch 3, gekennzeich net durch eine in dem Gehäuse ausgebildete Mitnehmernut und durch mindestens einen Keil auf jedem feststehenden Werkzeug, der zur Sicherung des feststehenden Werkzeuges gegen Drehung relativ zum Rahmen in die Mitnehmernut einführbar ist.

7. Werkzeugmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß an jedem feststehenden Werkzeug eine kegelstumpfförmige Fläche vorgesehen ist, die mit einer entsprechenden kegelstumpfförmigen Fläche in dem Gehäuse zur genauen Aussrichtung der feststehenden Werkzeuge relativ zu dem vom Rahmen getragenen Werkstück zusammenwirkt.

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8. Werkzeugmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem drehbaren Schneidwerkzeug eine kegeistumpfförmige Fläche vorgesehen ist, die mit einer entsprechenden kegeistumpfförmigen Fläche in der Spindel zur ge/ainauen Ausrichtung der drehbaren Werkzeuge in der Spindel zusammenwirkt.

9. Werkzeugmaschine nach Anspruch !,gekennzeichnet durch eine Werkzeugwechseleinrichtung, die von dem Rahmen getragen wird und die Entnahme des vorher benutzten Werkzeuges aus dem Werkzeughalter so- % wie das Einsetzen eines neuen drehbaren oder feststehenden Werkzeuges in den Halter zur Durchführung einer nachfolgenden spanabhebenden Bearbeitung bewirkt .

10. Werkzeugmaschine nach Anspruch 9> dadurch gekennzeichnet , daß ein vom Rahmen getragenes Werkzeugmagazin zur Speicherung mehrerer Werkzeuge für den Werkzeughalter vorgesehen ist, und daß die Werkzeugwechseleinrichtung ein neues Werkzeug aus dem Magazin entnimmt, dieses an den Werkzeughalter zur Durchführung des Zerspanungsvorganges weitergibt und das vorher verwendete Werkzeug von dem Werkzeughalter zum Magazin bringt.

11. Werkzeugmaschine nach Anspruch j5, gekennzeichnet durch eine Werkzeugwechseleinrichtung, die von dem Rahmen getragen wird und die Entnahme des vorher benutzten Werkzeuges aus der Spindel sowie das Einsetzes eines neuen drehbaren oder feststehenden Werkzeuges in die Spindel zur Durchführung eines nachfolgenden ZerspanungsVorganges bewirkt.

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12. Werkzeugmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß ein von dem Rahmen getragenes Werkzeugmagazin zur Speicherung mehrerer Werkzeuge für die Spindel vorgesehen 1st, und daß die Werkzeugwechseleinrichtung das vorher verwendete Werkzeug von der Spindel zu dem Magazin bringt, ein neues Werkzeug aus dem Magazin entnimmt und dieses in die Spindel zur Durchführung eines nachfolgenden Zerspanungsvorganges einführt.

13. Werkzeugmaschine nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine Anordnung zum Anhalten eines Werkzeuges in dem Werkzeughalter in der gleichen Winkelstellung bei Unterbrechung seiner Rotation, wobei die Werkzeugwechseleinrichtung so ausgebildet ist, daß sie ein Werkzeug immer in vorbestimmter Winkelstellung relativ zum Halter in diesen einsetzt.

14. Werkzeugmaschine nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch eine Anordnung zum Anhalten der Spindel in einer vorbestimmten Winkelstellung bei Unterbrechung ihrer Rotation, wobei die Werkzeugwechseleinrichtung so ausgebildet ist, daß sie ein Werkzeug immer in vorbestimmter Winkelstellung relativ zur Spindel in diese einsetzt.

109882/055/;

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