DE1901170C3 - Formdrehautomat zur Bearbeitung draht- oder stangenförmigen Werkstoffs - Google Patents

Description

formgedrehte Werkstoff in der Arbeitsspindel unmittelbar hinter dem Formdrehwerkzeugsatz spielfrei geführt werden könnte, wire eine solche Führung nicht geeignet, Drehschwingungen des dem Formdrehwerkzeugsatz ausgesetzten Werkstoffabschnittes zu verhin- S dem und dadurch die Werkzeugstandzeit sowie als Folge davon die Zerspanungsleistung in der erfindungsgemäßen Weise zu erhöhen. Das unterhalb der Arbeitsspindel angeordnete Stützteil kann die Stabilität des den Formdrehwerkzeugen ausgesetzten Werkstoff- to abschnittes nicht verbessern, da das Stützteil von diesem Werkstoffabschnitt durch eine Trennstelle getrennt und im übrigen nur pfannenartig ausgebildet und deshalb nicht imstande ist, ein Werkstück drehfest einzuspannen. IS

Bei einer bevorzugten Ausführungiform des erfindungsgernäßen Formdrehautomaten ist die Abtrenneinrichtung zwischen der hinteren Spanneinrichtung und einer weiteren Profilspannbackeneinrichtung angeordnet. Die Abtrenneinrichtung ist vorzugsweise eine Kreissäge; in diesem Fall bestehen gemäß einer Weiterbildung der Erfindung die einander entsprechenden Backen der hinteren Spanneinrichtung und der weiteren Profilspannbackeneinrichtung jeweils aus einem Stück und weisen einen Schlitz zum Eintauchen des Kreissägeblattes auf.

Es ist ferner zweckmäßig, wenn die hintere Spanneinrichtung und die weitere Profilspannbackeneinrichtung zur Anpassung an Formdrehwerkzeuge unterschiedlicher Bearbeitungslänge und Angriffsstellen in axialer Richtung einstellbar sind und die in bekannter Weise a s gesteuerte Spannpatrone ausgebildete vordere Spanneinrichtung in einem axial einstellbaren Rohr angeordnet ist.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

F i g. 1 eine Draufsicht auf einen Formdrehautomaten mit den Merkmalen der Erfindung,

F i g. 2 eine teilweise als Schnitt längs der Linie U-Il in F i g. 1 gezeichneten Seitenansicht,

F i g. 3 einen Schnitt längs der Linie UI-IlI in F i g. 2.

F i g. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV in F i g. 3,

F i g. 5 einen teilweise als Schnitt längs der Linie V-V in Fig.2 gezeichneten vergrößerten Ausschnitt aus F i g. I und

Fig.6 einen der Fig.5 entsprechenden Schnitt bei einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung.

Der in den Zeichnungen dargestellte, gemäß der Erfindung gestaltete Formdrehautomat umfaßt ein kastenförmiges Maschinengestell 1, auf dem gemäß F i g. 1 und 2 ein Vorschubkopf 2, ein Spindelstock 3, eine Gegenspanneinrichtung 4, eine Trenneinrichtut.g 5 und eine zusätzliche Bearbeitungseinrichtung 6 angeordnet sind. Der auf dem Formdrehautomaten zu bearbeitende draht- oder stangenförmige Werkstoff 7 wird in F i g. 1 und 2 von links nach rechts durch den Vorschubkopf 2, durch einen am hinteren Ende des Spindelstocks 3 angeordneten Spannkraftübersetzer 8 und durch den Spindelstock selbst hindurchgeführt.

Der Vorschubkopf 2 ist auf dem Maschinengestell 1 in Längsrichtung des Werkstoffs 7 beweglich zwischen Führungen 9 geführt Für die Längsbewegung des Vorschubkopfes 2 ist gemäß F i g. 2 ein in dem Maschinengestell 1 gelagerter zweiarmiger Hebel 10 vorgesehen, der mit seinem oberen Ende am Vorschubkopf angreift und mit seinem unteren Ende in eine Nut 11 am Umfang einer Steuertrommel 12 eingreift, die auf der Hauptsteuerwelle 13 des Drehautomaten befestigt ist Im Vorschubkopf 2 ist eine an sich bekannte, insgesamt mit 14 bezeichnete Spannzangeneinrichtung angeordnet, die dazu dient den Werkstoff 7 bei der Vorwärtsbewegung des Vorschubkopfes mitzunehmen und ihn für die Rückbewegung des Vorschubkopfes freizugeben. Für die Betätigung der Spannzangeneinrichtuug 14 ist ein ebenfalls in dem Maschinengestell 1 gelagerter Hebel 15 vorgesehen, der mit einer auf der Hauptsteuerwelle 13 befestigten Kurvenscheibe 16 zusammenwirkt

Im Spindelstock 3 ist gemäß F i g. 5 ein insgesamt mit 17 bezeichneter Werkzeugkopf mit zwei Werkzeughaltern 18 gelagert Der Werkzeugkopf 17 erhält seine Drehbewegung über ein Zahnrad 17' von dem nicht dargestellten Hauptantriebsmotor des Drehautomaten. Die Werkzeughalter 18 sind jeweils in axialer Richtung unbeweglich und um eine zur Drehachse des Werkzeugkopfes 17 parallele Achse 18' schwenkbar im Werkzeugkopf gelagert An den Werkzeughaltern 18 ist jeweils ein Formdrehwerkzeug 19 befestigt Der radiale Vorschub der Formdrehwerkzeuge 19 wird durch Schwenkung der Werkzeughalter 18 bewirkt Die Schwenkbewegungen der Werkzeughalter 18 werden von einer nicht dargestellten Kurvenscheibe gesteuert die im Inneren eines im Spindelstock 3 gelagerten Gehäuses 19' vorgesehen ist und mit diesem umläuft. Das Gehäuse 19' wird über ein Zahnrad 19" mit einer Drehzahl angetrieben, die sich von der Drehzahl des Werkzeugkopfes 17 um einen Betrag unterscheidet, der der Drehzahl der Hauptsteuerwelle 13 des Formdrehautomaten entspricht

Der Werkstoff 7 wird der Bearbeitungsstelle durch die axiale Bohrung des Werkzeugkopfes 17 zugeführt. Um den Werkstoff 7 während des Formdrehens in axialer und radialer Richtung möglichst starr festzuhalten, ist im vorderen Ende der axialen Bohrung des Werkzeugkopfes 17 eine an sich bekannte Spanneinrichtung 20 vorgesehen. Die Spanneinrichtung 20 umfaßt eine Spannpatrone 20' mit einem sich nach hinten verjüngenden kegelförmigen Kopf, der mit einer entsprechenden Kegelfläche einer die Spannzange umschließenden Spannhülse 21 zusammenwirkt. Die Spannhülse 21 ist ohne Spiel in einem rohrförmigen Mantelkörper 22 geführt Der Mantelkörper 22 ist mit seinem hinteren Ende in eine am Spindelstock 3 vorgesehene Gewindebohrung eingeschraubt und mit einer Stellmutter 23 gekontert; der Mantelkörper läßt sich daher derart axial einstellen, daß die Spanneinrichtung 20 bei jeder Form des herzustellenden Werkstücks immer unmittelbar vor den Drehstählen 19 am Werkstoff 7 angreift Der Mantelkörper 22 erstreckt sich durch den Spindelstock mindestens bis zur vorderen Stirnfläche des umlaufenden Werkzeugkopfes 17 (F i g. 6) oder über sie hinaus (F i g. 5) und ist mittels eines radial vorgespannten Nadellagers 24 in der axialen Bohrung des Werkzeugkopfes 17 gelagert. An seinem vorderen Ende besitzt der Mantelkörper 22 eine Überwurfmutter 25, an der sich die Spannpatrone 20' nach vorne abstützt Am hinteren Ende der Spannhülse 21 liegt ein ebenfalls in dem Mantelkörper 22 axial verschieblich geführtes Druckrohr 26 an. Das hintere Ende des Druckrohrs 26 reicht bis in das Innere des Spannkraftübersetzers 8.

Der Spannkraftübersetzer 8 erhält von einem in dem Maschinengestell 1 gelagerten Hebel 27, der mit einer Kurvenscheibe 28 auf der Hauptsteuerwelle 13 zusammenwirkt, eine quer zur Längsrichtung des Werkstoffs 7

gerichtete Bewegung. Der Spannkraftübersetzer 8 verwandelt diese Bewegung in bekannter, nicht dargestellter Weise in eine axiale Bewegung des Druckrohrs 26. Der Spannkrs !übersetzer 8 kann zu diesem Zweck eine mit dem Hebel 27 zusammenwirkende Zahnstange umfassen, die mit einem Zahnsegment in Eingriff steht, welches über Keilflächen auf das Druckrohr 26 einwirkt. Das Druckrohr 26 schiebt bei einer Bewegung nach vorne die Spannhülse 21 mit ihrem trichterförmigen vorderen Ende über den kegeligen Kopf der Spannpatrone 20', so daß sich der Innendurchmesser der Spannpatrone verengt und der Werkstoff 7 festgespannt wird.

Die Gegenspanneinrichtung 4 umfaßt bei der Ausführungsform gemäß F i g. 1 bis 5 einen Grundkörper 29, der zwischen Schwalbenschwanzführungen 30 auf dem Maschinengestell 1 in Längsrichtung verschiebbar ist. Der Grundkörper 29 läßt sich mittels Klemmschrauben 31 gegen axiales Verschieben sichern. Auf dem Grundkörper 29 sind, wie insbesondere aus F i g. 2 und 3 ersichtlich, zwei Spannschieber 32 in einer zur Längsrichtung des Werkstoffs 7 senkrechten Ebene beweglich geführt. An den Spannschiebern 32 ist jeweils unmittelbar vor den umlaufenden Drehstählen 19 eine Spannbacke 33 verschraubt, deren Spannfläche den Umfang eines fertiggedrehten Abschnitts des Werkstoffs 7 teilweise umgreift.

In die einander zugewandten Stirnseiten der Spannschieber 32 ist gemäß Fig.3 und 4 jeweils eine T-nutenförmige Ausnehmung 35 in der Weise eingearbeitet, daß sich die Längsrichtung der T-förmigen Nuten beider Spannschieber unter einem spitzen Winkel schneiden. In die Ausnehmung 35 greift ein Spannkeil 36 von doppel-T-förmigem Querschnitt ein. Der Spannkeil 36 besitzt einen in dem Grundkörper 29 geführten Schaft 37, der von einer starken Druckfeder 38 nach unten gedrückt wird. Die Keilflächen des Spannkeils 36 und die mit ihm zusammenwirkenden Keilflächen der Ausnehmungen 35 sind so angeordnet, daß die Spannschieber 32 und mit ihnen die Spannbacken 33 zueinander hin bewegt werden, wenn sich der Spannkeil unter der Wirkung der Feder 38 nach unten bewegt Für das öffnen der Spannbacken 33 ist ein in dem Maschinengestell 1 gelagerter Hebel 39 vorgesehen, der sich mit einer Nockenfolgerolle 40 an einer auf der Hauptsteuerwelle 13 befestigten Kurvenscheibe 41 abstützt und seine nach oben gerichtete Bewegung auf den Schaft 37 des Spannkeils 36 überträgt

Die Trenneinrichtung 5 umfaßt einen in Längsrichtung des Maschiner.gestelis 1 beweglichen Grundkörpcf 42, der zwischen Schwalbenschwanzführungen 43 geführt ist Der Grundkörper 42 läßt sich mittels Klemmschrauben 44 gegen axiales Verschieben sichern. Im Grundkörper 42 ist ein radial zum Werkstoff 7 schwenkbarer Arm 45 gelagert, der an seinem freien Ende eine Kreissäge 46 trägt Die Kreissäge 46 wird über einen innerhalb des Arms 45 angeordneten, nicht dargestellten Keilriemen von einem am Grundkörper 42 angeflanschten Elektromotor 47 angetrieben. Der Arm 45 ist mit einem Hebel 48 verschraubt, der sich unter der Wirkung einer Feder 49 mit einer an seinem unteren Ende gelagerten Nockenfolgerolle 50 an einer weiteren, auf der Hauptsteuerwelle 13 gelagerten Kurvenscheibe 51 abstützt

Bei der Ausführungsform gemäß Fig.5 greift die Kreissäge 46 in eine Aussparung der Spannbacken 33 ein; der Werkstoff 7 ist hier vor und hinter der Trennstelle von demselben Spannbackenpaar festgehalten.

Beider Ausführungsform gemäß Fig.6 greift die Kreissäge 46 dagegen vor den hier mit 33' bezeichneten Spannbacken der beschriebenen Gegenspanneinrich-

ij tung 4 an, und zum Festhalten des jeweils abzutrennenden vordersten Abschnitts 7' des Werkstoffs 7 ist eine getrennte Spannvorrichtung vorgesehen, die ebenfalls zwei zentrisch aufeinander zu bewegbare Spannbacken 34 umfaßt, in Längsrichtung des Werkstoffs verstellbar ist und in ähnlicher Weise betätigbar ist wie die beschriebene Gegenspanneinrichtung.

Bei beiden dargestellten Ausführungsformen gemäß Fig.5 und Fig.6 sind die Formdrehwerkzeuge 19 am umlaufenden Werkzeugkopf 17 derart gestaltet, daß jeweils gleichzeitig der hintere Abschnitt eines Werkstücks 7" und der daran anschließende vordere Abschnitt des in der Bearbeitungsfolge nächsten Werkstücks T" formgedreht werden. Das Werkstück 7" erstreckt sich von der Kreissäge 46 bis zu der nächsten vorgesehenen Trennstelle 52. an der die Formdrehwerkzeuge 19 eine Nut vorgestochen haben; das Werkstück 7" erstreckt sich von dieser Nut bis zu der übernächsten Trennstelle 52', wo der Werkstoff 7 noch unbearbeitet ist

3j F i g. 5 und 6 zeigen an zwei Bearbeitungsfällen, daß es in jedem Fall wesentlich ist, daß die zentrisch spannenden Einrichtungen 4 und 20 hinter und vor der Bearbeitungsstelle unmittelbar, d.h. ohne Zwischenschaltung einer Führungsbuchse, einer Trenneinrich- tung od. dgl, und in möglichst geringem axialem Abstand neben den Formdrehwerkzeugen 19 am Werkstoff angreifen.

Die zusätzliche Bearbeitungseinrichtung 6 umfaßt eine in Längsrichtung des Werkstoffs 7 angeordnete Arbeitsspindel 55, für deren Antrieb ein angeflanschter Motor 56 vorgesehen ist Die Arbeitsspindel 55 ist für ihre Vorschubbewegungen in axialer Richtung geführt. Am vorderen Ende der Arbeitsspindel 55 ist in den dargestellten Ausführungsbeispielen eine Gewinde-

jü schneidkiuppc 57 befestigt, mit der am vorderen Ende des Werkstücks T ein Außengewinde erzeugt wird.

In F i g. 1 ist noch ein Greifer 58 einer im übrigen nicht dargestellten Transporteinrichtung angedeutet Der §j Greifer 58 erfaßt das Werkstück T jeweils unmittelbar % nachdem es sein Außengewinde erhalten hat und führt es, nachdem es abgetrennt und von den Spannbacken 33 bzw. 34 freigegeben worden ist, einer weiterbearbeitenden Vorrichtung an dem Drehautomaten zu.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Formdrehautomat zur Bearbeitung draht- oder - stangenförmigen Werkstoffs, bei dem mit einem umlaufenden Formdrehwerkzeug oder Formdrehwerkzeugsatz auf einer im Verhältnis zum Werkstückdurchmesser vorzugsweise großen Breite radial in den Werkstoff eingestochen wird, während dieser unmittelbar vor und hinter dem Formdrehwerkzeug bzw. Formdrehwerkzeugsatz von je einer sich im Takt der schrittweise stattfindenden Vorschubbewegungen öffnenden und schließenden, vorderen bzw. hinteren Spanneinrichtung festgehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß die hintere Spanneinrichtung (4) taktmäßig zu sich selbst parallel axialsymmetrisch bewegbare, dem gedrehten Werkstückprofil angepaßte Spannbacken (33; 33') aufweist und durch keine Trennstelle, an der das zuvor fertiggedrehte Werkstück vom Werkstoff abgetrennt wird, vom dem Formdrehwerkzeug bzw. Formdrehwerkzeugsatz (19) ausgesetzten Werkstoffabschnitt getrennt ist, und daß hinter der hinteren Spanneinrichtung (4) eine Abtrenneinrichtung (5) angeordnet ist.

2. Formdrehautomat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtrenneinrichtung (5) zwischen der hinteren Spanneinrichtung (4) und einer weiteren Profilspannbackeneinrichtung (34) angeordnet ist.

3. Formdrehautomat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtrenneinrichtung (5) eine Kreissäge ist.

4. Formdrehautomat nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die einander entsprechenden Backen (33) der hinteren Spanneinrichtung (4) und der weiteren Profilspaniibackeneinrichtung (34) jeweils aus einem Stück bestehen und einen Schlitz zum Eintauchen des Kreissägeblattes (46) aufweisen.

5. Formdrehautomat nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die hintere Spanneinrichtung (4) und die weitere Profilspannbackeneinrichtung (34) zur Anpassung an Formdrehwerkzeuge (19) unterschiedlicher Bearbeitungslänge und Angriffsstellen in axialer Richtung einstellbar ist und daß die in bekannter Weise als gesteuerte Spannpatrone ausgebildete vordere Spanneinrichtung (20) in einem axial einstellbaren Rohr (22) angeordnet ist.

Die Erfindung betrifft einen Formdrehautomaten zur Bearbeitung draht- oder stangenförmigen Werkstoffs, bei dem mit einem umlaufenden Formdrehwerkzeug oder Formdrehwerkzeugsatz auf einer im Verhältnis zum Werkstückdurchmesser vorzugsweise großen Breite radial in den Werkstoff eingestochen wird, während dieser unmittelbar vor und hinter dem Formdrehwerkzeug bzw. Formdrehwerkzeugsatz von je einer sich im Takt der schrittweise stattfindenden Vorschubbewegungen öffnenden und schließenden, vorderen bzw. hinteren Spanneinrichtung festgehalten ist.

Bei einem bekannten Formdrehautomaten dieser Gattung (russische Bücher von B. L. Bojuslawski bzw. Bondar, Lopat und Orlikow) wird bei

jedem Arbeitszyklus ein iertiggedrehtes Werkstück in der hinteren Spanneinrichtung festgehalten, während das in der Bearbeitung folgende Werkstück vom Formdrehwerkzeugsatz des umlaufenden Werkzeugkopfes bearbeitet und von mindestens einem Formdrehwerkzeug des umlaufenden Werkzeugkopfes abgestochen wird. Der Werkstoffabschnitt an dem die Formdrehbearbeitung von dem umlaufenden Formdrehwerkzeugsatz ausgeführt wird, ist also durch eine Trennstelle von der hinteren Spanneinrichtung getrennt Die hintere Spanneinrichtung ist ebenso wie die vordere Spanneinrichtung, die von jedem Werkstoffab schnitt bei der Vorschubbewegung zuerst erreicht wird, als hülsenförmige Spannzange ausgebildet

Die Zerspanungsleistung solcher und ähnlicher Formdrehautomaten ist in den vergangenen Jahrzehn ten durch besonders starre Anordnung und Gestaltung der Spanneinrichtungen sowie der Lagerung und des Antriebs des umlaufenden Werkzeugkopfes und der Formdrehwerkzeuge beachtlich gesteigert worden. Bei hohen Zerspanungsleistungen lassen indessen Formund Maßgetiauigkeit der formgedrehten Werkstücke, besonders solcher mit im Verhältnis zur Bearbeitungslänge geringem Durchmesser, noch zu wünschen übrig. Die besonders an schlanken Werkstücken beobachteten Mängel sind auf Schwingungen zurückzuführen, die bisher nur durch Begrenzung der Zerspanungsleistung beherrscht werden konnten.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Formdrehautomaten der eingangs beschriebenen Gattung derart weiterzubilden, daß er auch bei erhöhten Zerspanungsleistungen eine hinreichend form- und maßgenaue Bearbeitung schlanker Werkstücke ermöglicht

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die hintere Spanneinrichtung taktmäßig zu sich selbst parallel axial symmetrisch bewegbare, dem gedrehten Werkstückprofil angepaßte Spannbacken aufweist und durch keine Trennstelle, an der das zuvor fertiggedrehte Werkstück vom Werkstoff abgetrenni wird, vom dem Formdrehwerkzeug bzw. Formdrehwerkzeugsatz ausgesetzten Werkstoffabschnitt getrennt ist und daß hinter der hinteren Spanneinrichtung eine Abtrenneinrichtung angeordnet ist.

Die auf diese Weise erzielte verbesserte Einspannung des Werkstoffabschnittes, der gerade vom Formdrehwerkzeug bzw. Formdrehwerkzeugsatz bearbeitet wird, hat bei im übrigen gleicher Gestaltung des Formdrehautomaten und bei zufriedenstellender Form- und Maßgenauigkeit der fertigen Werkstücke eine erhebliche Steigerung der Zerspanungsleistung zur Folge, die mit einer unerwarteten Erhöhung der Standzeit der umlaufenden Formdrehwerkzeuge zusammenhängt.

Es ist zwar ein Formdrehautomat bekannt (CH-PS 2 13 090), bei dem der sich senkrecht von oben nach unten bewegende Werkstoff oberhalb eines umlaufenden, mit Formdrehwerkzeugen versehenen Werkzeugkopfes in einer Spannvorrichtung festgehalten ist und unterhalb der Formdrehwerkzeuge in einer hohlen, den Werkzeugkopl tragenden Arbeitsspindel in axialer Richtung geführt ist; unterhalb der Arbeitsspindel ist eine Abtrenneinrichtung in Gestalt einer Kreissäge angeordnet, die nach jeder Vorschubbewegung des Werkstoffs das unten aus der Arbeitsspindel ausgetretene und von einem Stützteil abgestützte Werkstück vom formgedrehten Werkstoff abtrennt. Die Führung des formgedrehten Werkstoffs ist jedoch mit einer Spannvorrichtung nicht vergleichbar; selbst dann, wenn der