DE1903576C3

DE1903576C3 - System zum Aufbau von Vorrichtungen zum Aufspannen von Werkstücken

Info

Publication number: DE1903576C3
Application number: DE1903576A
Authority: DE
Inventors: Heinz 2930 Varel Seidenfaden
Original assignee: Vereinigte Flugtechnische Werkefokker 2800 Bremen GmbH
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1969-01-24
Filing date: 1969-01-24
Publication date: 1974-03-21
Also published as: FR2029057A1; DE1903576B2; GB1300375A; US3681834A; DE1903576A1

Description

35 der Aufnahmctcile, die Festpunkte beim Aufspannen

bilden, beim Befestigen auf der Aufnahmeplatte unmittelbar und zwangläufig immer in genau bestimmten Koordinatenabstäiidcn zu Bezugspunkten der

Die Erfindung bezieht sich auf ein Sy^ctem zum Aufnahmeplatte und damit zur Werkzeugmaschine

Aufbau von Vorrichtungen zum Aufspannen von 40 stehen.

Werkstücken auf Werkzeugmaschinentischen in defi- Die durch den Erfindungsgegenstand auf einfache nicrter und reduzierbarer Lage zu Spindel- und/oder und schnelle Weise erzielbare, reproduzierbare, Tasterachsc mit einer in regelmäßigen Koordinaten- genau positionierte Werkstückaufspannung, insbeabständen angeordnete Gewindebohmingen zur Befc- sondere dünnwandiger, großflächiger Werkslücke, stigung von mit Durchtrittsöffnungen für entspre- 45 wird dann in vorteilhafter Weise gesteigert, wenn crchendc Befestigungsschrauben versehenen Aufnah- findungsgemäß die Aufnahmceiemente von Aufnahmeteilen für Werkstücke aufweisenden, auf den Ma- inetcilen mit parallel zur Ebene der Aufnahmeplatte schincntisch aufsetzbaren Aufnahmeplattc. beweglichen Aufnahmeclemcntcn an diesen durch

Zum Ersatz kostspieliger, bauteilgebundencr Auf- Vakuum vorspannbar sind. Hierdurch werden die nahmevorrichtungcn für Werkstücke sind Systeme 50 Werkstücke an Nicht-Festpunkten ausreichend gcbekanntgeworden, bei denen die jeweils benötigten spannt, können aber noch gewisse gedämpfte AusVorrichtungen aus einzelnen standardisierten Teilen glcichsbewegungen ausführen, so daß die positiovon der Grundplatte bis zu den kleinsten Zusatztci- nierte Aufspannung in keinem Falle verlorengeht,
len, die in verschiedenen Größen vorhanden sind, zu- Der Erfindungsgegenstand hat außerdem den Vorsammengcbaut werden, und zwar ausschließlich durch 55 teil, daß der Entwurf von Vorrichtungen in einfacher Versehrauben, Verkeilen und Vcrsliflcn, also durch Weise mittels cntsprccliendci Schablonen auf einem lösbare Verbindungen. Diese Teile werden in den er- Rasterblatt erfolgen kann.

forderlichen Stückzahlen in verschiedenen Größen Die Erfindung ist an Hand \on Aiisfiihrungsbci-

vorrätig gehalten, und es können daraus in beliebiger spielen in der Zeichnung dargestellt und wird im fol-

Wcisc Vorrichtungen zusammengesetzt werden. 60 gcnden näher beschrieben. Es zeigt

Während bei den meisten dieser Systeme zur Auf- Fig. I das Spannsystem mit drei Aufnahmelcilen

spannung und zur Aufnahme die Grundkörper und in Vorderansicht,

weitere Bauteile mit T-Nutcn versehen sind, wobei F i g. 2 das Spannsystem gemäß F i g. I in Scitcn-

die Aufnahme mittels Leisten und die Aufspannung ansicht, teilweise in geschnittener Darstellung,

mittels T-Schraubcn bzw. T-Nutensleinen erfolgt, hat 65 Fig. 3 das Spannsystem gemäß F i g. I in Drauf-

eines dieser Systeme, nämlich das eingangs genannte, sieht mit angedeutetem Werkstück,

eine andere Grundlage. F i g. 3 a einen Schnitt durch die Aufspannplatic

Bei diesem System sind Grundplatten bzw. Spann- des Systems,

Fig,4 einen Systemplan mit durch Umreißen entsprechender Schablonen dargestellter positionierter Cage der Aufnahmeteile,

Fig,5 einen Plan für den Einsatz des Spannsystems auf einer zweispindeUgen Kopierfräsmaschine,

Fig. 6 ein Aufnahmeteil mit festem Aufnahmeelenient, teilweise in Schnittdarstellung,

F i g. 7 das Aufnahmeteil gemäß F i g. 6 in Draufsicht,

F i g. 8 ein Aufnahmeteil mit in einer Richtung beweglichem, Jurch Vakuum vorgespannten Aufnahmeelemcnt, teilweise im Schnitt gemäß Lin'«o A-A in Fig. 9,

Fig. 9 das Aufnahmeteil gemäß Fig. 8 in der Draufsicht,

Fig. K) ein Aufnahmeteil mit in zwei zueinander senkrechten Richtungen beweglichem Aufnahmeelement in der Draufsicht,

Fig. 11 das Aufnahmeelement gemäß Fig. 10 zum überwiegenden Teil in Schnittdarstellung gemäß Linie A-A in Fig. 10,

Fig. 12 ein Aufnahmeteil zur einseitigen Aufnahme einer schwenkbaren Stützbrücke, zum Teil im Schnitt gemäß Linie A-A in Fi g. 13.

Fig. 13 das Aufnahmeteil gemäß Fig. 12 in der Draufsicht und

Fig. 14 eine mit dem Aufnahmeteil gemäß I-ig. 12 und 13 zusammenwirkende Stützbrücke in Vorderansicht.

In Fig. 1 bis3 ist auf dem Maschinenteil 1 einer Werkzeugmaschine eine Platte 2 mittels Schrauben 2' Ivtestigt. Auf dieser Platte 2 eine Aufnahmeplalie 3 aufgesetzt, die in regelmäßigen Koordinatenabständen angeordnete Gewindebohrungen 6 (a, — f_(l) aufweist. Die Aufnahmeplatte3 trägt ihrerseits Aufnahmeteile 5.0, 5.11, 5.2, die mittels Paßschrauben auf der Aufnahmeplatte 3 befestigt sind.

Das in F i g. 3 angedeutete Werkstück ist mittels eines Aufnahmeteils 5.1 mit festem Aufnahmcelement, eh.es Aufnahmetciis 5.2 mit in einer Richtung verschiebbarem Aufnahmeelement sowie mittels eines Aufnahmeteils 5.0 mit einer schwenkbaren Stützbrücke 34 und einer höhenvcrstellbaren Stütze 35 fest aufgespannt. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, sind sämtliche Aufnahmclcile mit in den gleichen Koordinatenabständen wie die Aufnahmeplatte 3 angeordneten Bohrungen versehen, bei denen es sich um Paßbohrungen handelt. Die Bohrungen 6 weisen, wie aus Fig. 3 a ersichtlich, in ihrem oberen Bereich einen Paßbohrungsteil und in ihrem unteren Bereich ein Gewinde auf, so daß die Aufnahmeteile 5.0, 5.1, 5.2 duivh Verwendung entsprechender Paßschrauben lagegenau auf der Aufspannplatte 3 positioniert werden können.

Eine grafische Darstellung der in den Fig. 1 bis3 getroffenen Aufspannung enthält F i g. 4. wo in einem Systemplan 14, dessen Rasternetz 4 sich mit dem Bohrungsnctz der Aufnahmeplatte 3 deckt, die Aufnahmeteile 5.0, 5.1, 5.2 durch Umreißen entsprechender Schablonen 7.0, 7.1 und 7.2 dargestellt sind. Es handelt sich hierbei um die Darstellung der Möglichkeit einer sehr einfachen grafischen Vorausbestimmung der für das jeweilige Werkstück vorteilhaften Lage der Aufnahmeteile durch Verwendung von Schablonen, die dem jeweiligen Aufnahmcteü entsprechend ausgeführt sind. Im vorliegenden Falle wurde so vorgegangen, daß zunächst die Lage des Aufnahmetciis 5.3, welches als sogenannter Festpunkt Verwendung findet, durch Anlegen der Schablone 7,t nach Maßgabe der in Frage kommenden Punkte des Rasternetzes 4 umrissen worden ist. Die Schablone'7.2 ist gemäß den Möglichkeiten des entsprechenden Aufnahmeteils 5,2 mit einem außermittig angeordneten Langioch versehen, welches zur zeichnerischen Darstellung des veränderlichen Verstellweges dient. Für das Aufnahmeteil S.O findet eine ähnliche Schablone 7.0 Anwendung, mit der die

xo Verstellbarkeit der Stützbrücke nachgebildet werden kann. Für weitere Aufnahmeteile können entsprechende Schablonen Anwendung finden, so daß bei Kenntnis der Werkstückabmessuingen eine exakte Vorausbestimmung der Lage der Aufnahmeteile auf

einem Systemplan vorgenommen werden kann. Auf Grund dieser Vorarbeiten können sich beispielsweise die für das Werkstattpersonal erforderlichen Angaben auf die Koordinaten für jedes einzelne Aufnahmeteil beschränken.

so Wie aus F i g. 5 ersichtlich, müssen z. B. beim Einsatz des Spannsystems auf einer zweispindeligen Kopierfräsmaschirie die Frässrindelachien 22.1, 22.2 und die Tasterachse 23 in ihr. Nullstellung über den jesveiligen Zentren der Systempiä :e liegen, damit die

im Systemplan 14 festgelegte Anordnung der Aufnahmeteile mit der Positionierung der Schablone oder des Modells zu den Spindelachsen und zur Tasterachse korrespondiert.

Das Aufnahmeteil 5.1 (Fig. 6 und 7) weist eine Grundplatte 24 mit Bohrungen 8 auf, die hinsichtlich ihrer Abstände voneinander und ihres Durchmessers den Bohrungen 6 in der Aufnahmeplatte 3 entsprechen. Ferner sind zwei weitere Bohrungen 16 vorgesehen, die jeweils zwischen den Bohrungen 8 liegen

und dann Verwendung finden können, wenn die Aufnahmeplatte ein entsprechend feiner unterteiltes Bohrungsnetz aufweist. Im Mittelpunkt der Grundplatte 24 ist ein auswechselbares Aufnahmeclement in Form eines Aufnahmezapfens 25 angeordnet, der in seinem oberen Teil mit einem Gewiatieansatz zur Aufnahme einer entsprechenden Mutter 28 versehen ist. Zur Aufnahme des mit einer entsprechenden Bohrung versehenen Werkstückes können hilfsweise eine Zwischenbuchse 26 sowie Unterlegscheiben 27 Verwendung finden.

Ein weiteres Aufnahmeteil 5.2 (Fig. 8 und9) weist eine Grundplatte 29 mit einem Bohrbild entsprechend dem Aufnahmeteil 5.1 auf. Die Grundplatte ist mit seitlichen Führungsleisten 31 ausgerü-

stet, die mittels Paßschrauben an ihr befestigt sind. Die Führungsleisten 31 führen ihrerseits einen Schieber 30, auf dem ein Aufnahmezapfen 32 befestigt ist. Hierbei bilden der Schieber 30 und der mit ihm verbundene Zapfen 32 ein in einer Richtung beweglidies AufiKihmcclcment, das durch Unterdruck gegenüber der Grundplatte 29 vorgcspanat bzw. gedämpft ist. Der Anschluß an ein Unterdrucknetz kann beispielsweise über eine in der Grundplatte 29 angeordnete Bohrung 29.1 erfolgen, die von gecigneten Dichtringen 29.2 umgeben ist.

Ein weiteres Aufnahmeteil 5.3 (Fig. 10 und 11) besteht aus einer Grundplatte 36 mit einem Bohrbild entsprechend den Aufnahmeteilen 5.1 und 5.2 sowie einer auf d.r Grundplatte verschiebbaren Zwischenplatte 37, die auf seitlichen Führungsleisten 39 geführt wird. Die Führungsleisten sind durch geeignete Schraubverbindungen mit der Grundplatte 36 fest verbunden. Die Zwischenplattc 37 ihrerseits ist mit

einer außermittig angeordneten Gewindebohrung zur Aufnahme eines Führungszapfens 41 versehen. Ein auf der Zwischenplatte 37 und quer zur Bewegungsrichtung der letzteren verschiebbar angeordneter Kreuzschieber 38 ist mit einem Langloch für den Führungszapfen 41 sowie mit einem Aufnahmezapfen 42 ausgestattet. Ähnlich wie bei dem Aufnahmeteil 5.2 handelt es sich bei dem Aufnahmezapfen 42 um ein bewegliches Aufnahmeelement zur Erfassung des Werkstückes, wobei dieses Element gegenüber der Grundplatte 3i in zwei zueinander senkrechten Richtungen beweglich ist.

Der Verstellweg des zwischen den Führungsleisten 31 geführten Kreuzschiebers 38 ist durch die Längsausdehnung des Langloches sowie den Führungszapfen 41 begrenzt. Durch Umsetzen des gesamten Aufnahmeteils oder lediglich des Kreuzschiebers 38 um 180° ist eine Verdoppelung des Verstellweges erreichbar. Ferner besteht auch bei diesem Aufnahmeteil 5.3 die Möglichkeit, die Zwischenplatte 37 und den Kreuzschieber 38 gegenüber der Grundplatte 36 zur Dämpfung von während der Bearbeitung auftretenden Ausweichbewegungen durch Unterdruck vorzuspannen.

Abgesehen von der Möglichkeit der Dämpfung der beweglichen Elemente der Aufnahmeteile 5.2 und 5.3 ist deren Beweglichkeit auch deswegen erforderlich, um jeden möglichen Punkt auf der Aufspannplatte 3 für die Aufspannung eines Werkstückes erreichen zu können.

Ein weiteres Aufnahmeteil 5.0 (Fig. 12 bis 14) dient dazu, ein Werkstück erforderlichenfalls an jeder beliebigen Stelle zu unterstützen. Dieses Aufnahmeteil weist eine quadratische Grundplatte 43 mit dem bereits beschriebenen Bohrungsbild und eine um den Mittelpunkt schwenkbare Aufnahme 33 auf, die mit einer Ausnehmung zur Hindurchführung einer Stülzbrücke 34 versehen ist. Die Stützbrücke 34 trägt an ihrem freien Ende eine höhenvcrstellbare

ίο Stütze 35 mit einer Gegenmutter.

Um auch Werkstücke mit diesem Spannsystem erfassen zu können, die. anders als das ir» F i g. 3 angedeutete Werkstück, nicht mit den Aufnahmezapfen der verschiedenen Aufnahmeteile entsprechenden Bohrungen versehen sind, besteht die Möglichkeit, auf die Aufnahmezapfen der Aufnahmeteile Prismenblöcke aufzusetzen, durch die das Werkstück an geeigneten Außenflächen erfaßt wird.

Weiterhin besteht ohne weiteres die Möglichkeit, auf die Platte 2 sowie die Aufnahmeplatte 3 zu verzichten und stattdessen die Gewindebohrungen 6 unmittelbar in den Maschinentisch einzubringen. Diese Ausführungsform erscheint für Unternehmen, die da? erfindungsgemäße Spannsystem in großem Umfange einsetzen, sehr zweckmäßig und kostensparend, zumal ^Kei neuen Werkzeugmaschinen mit unvorbereitetem Maschinentisch die Bohrungen unter Verwendung der Werkzeugspindeln der Maschine selbst eingroracht werden können, so daß eine absolute Maßhaltigkeit gewährleistet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2 winkel mit Gewindelüehern versehen, dip in regelmä-, ßigen Koordinatenabständen angeordnet sind. Durch Patentansprüche: di(,se cewindelöcher entstehen gegenüber der Verwendung von T-Nuten größere und damit bessere

1. System zum Aufbau von Vorrichtungen zum '5 Auflageflächen, insbesondere für kleine Werkstücke. Aufspannen von Werkstücken auf Werkzeugma- Diese Gewindelöcher dienen zum Befestigen von schinentischen in definierter und reproduzierba- Werkstückaufnahmeteilen mittels Befestigungsrer Lage zu Spindel- und/oder Tasterachse mit schrauben, wobei die Werksiückaufnahmeteile mit

' einer in regelmäßigen Koordinatenabständeii an- Durchgangsbohrungen bzw. Schlitzen versehen sind, geordnete Gewindebohrungen zur Befestigung io Bei diesem System erscheint es nachteilig, daß die von mit Durchtrittsöffnungen für entsprechende Aufnahmeteile beim Aufbau von Vorrichtungen mtt-Befestigungsschrauben versehenen Aufnahmetei- tels Meßbojzen, Endmaßen oder anderen Feinmeßlen für Werkstücke aufweisenden, auf den Ma- geräten gegenüber der Aufnahmeplatte in zeitaufschinentisch aufsetzbaren Aufnahmeplatte, da- wendiger Weise stets so ausgerichtet werden müssen, durch gekennzeichnet, daß die Gewin- 15 i'.aß sich ihre Aufnahmeflächen in bestimmten Koordebohrungen (6) in der Aufnahmeplatte (3) einen dinatenabständen zu Bezugspunkten der Aufnahme-Gewinde- und einen Paßbohrungsteil aufweisen, platte und damit zur Werkzeugmaschine befinden,
daß die Aufnahmeteile (5.1, 5.2, 5,3) mit in den Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, gleichen Koordinatenabständen wie die Aufnah- das letztgenannte Vorrichtungssystem dahingehend meplatte (3) as .geordneten Paßbohrungen (8) ver- 20 _zu verbessern, daß die genannten Meß- und Justier sehen und mittels Paßschrauben in den Gewinde- arbeiten in Wegfall kommen.

bohrungen (6) positionierbar sind und daß die Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch Aufnahmeflachen von Aufnahmeteilen (5.1, 5.2, gelöst, daß die Gewindebohrungen in der Aufnahme-5.3), die Festpunkte beim Aufspannen von Werk- platte einen Gewinde- und einen Paßbohrungsteil aufstücken bilden, in genau festgelegten Koordina- 25 weisen, daß die Aufnahmeteile mit in den gleichen tenabständen in bezug auf die Paßbohrungen (8) Koordinatenabständen wie die Aufnahmeplatte anangeordnet sind, geordneten Paßbohiunger verschen und mittels Paß-

2. System nach Anspruch I mit Aufnahmetei- schrauben in den Gewindebohrungen positionierbar len mit parallel zur Ebene der Aufnahmeplatte sind, und daß die Aufnahmeflächen von Aufnahmebeweglichen ^vufnahmeelementen, dadurch ge- 30 teilen, die Festpunkte beim Aufspannen von Werkkennzeichnet, daß die beweglichen Aufnahmecle- stücken bilden, in genau festgelegten Koordinatenabmcnte der Aufnahmeteile an Jicsen durch Va- ständen in bezug auf die Paßbohrungen der Aufnah· kuum vorspannbar sind. meteile angeordnet sind.

Hierdurch wird erreicht, daß die Aufnahmeflächen