DE19839503A1 - Bearbeitungszentrum für die spanabhebende Fertigung - Google Patents
Bearbeitungszentrum für die spanabhebende FertigungInfo
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- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
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- B23Q1/01—Frames, beds, pillars or like members; Arrangement of ways
- B23Q1/015—Frames, beds, pillars
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- B23Q11/0042—Devices for removing chips
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Abstract
Bei einer zerspanenden Werkstücksbearbeitung mit hohem Zerspanungsanteil wird bisher eine vertikal angeordnete Spannwand verwendet, um die Späneansammlung auf der Werkstückoberfläche zu vermeiden. Diese Spannwandanordnung bedingt ein Maschinenprinzip, daß bei dynamischen Belastungen die Maschinengeometrie ändert. Man kann nur zwischen den Maximal-Forderungen: hohe Zerspanleistung und Genauigkeit oder optimale Späneabfuhr am Werkstück wählen. DOLLAR A Durch die Erfindung können die beiden Maximal-Forderungen in einer Maschine erfüllt werden. DOLLAR A Das Problem wurde dadurch gelöst, daß eine Spanntischanordnung erfunden wurde, die es ermöglicht, ein waagrecht liegendes Flächenportal zu verwenden, dessen Führungsbetten direkt auf dem Fundament befestigt sind und eine stabile Maschinengeometrie ermöglichen. Weiterhin wird die Späneabfuhr verbessert, da auch in unzugänglichen Taschen am Werkstück, Späneansammlungen vermieden werden. DOLLAR A In allen Fällen der spanabhebenden Bearbeitung mit hohem Zerspanungsanteil, wie Flugzeugbau und Formenbau, wird mit der Maschinenanordnung ein technologischer Engpaß gelöst, da sich Standzeit und Spanleistung erhöhen.
Description
Die Erfindung betrifft ein Bearbeitungszentrum der
spanabhebenden Fertigung, bei dem die Werkstückspannfläche
waagrecht parallel über einem
Flächenportal angeordnet ist. Diese Spannfläche ist
als Spannplatte gestaltet, die sich zum Beladen 180°
neben die Maschine klappen läßt. Zur Ermöglichung
des 2-Stationenbetriebes sind 2 Spannplatten an den
Maschinenlängsseiten angeordnet.
Die meisten bekannten Bearbeitungszentren, die für
einen hohen Zerspanungsgrad des Werkstückes
ausgelegt sind, haben eine vertikal stehende
Spannfläche, um die Späneabfuhr zu gewährleisten.
Diese Anordnung bedingt ein vertikales
Flächenportal mit waagrecht ausfahrendem
Frässchieber. Da sich am Ende des Frässchiebers
immer ein schwerer Gabel- oder Schrägachsenkopf
befindet, verformt sich der Frässchieber je weiter er
ausgefahren wird. Dies ist der Grund, weshalb bei
allen größeren, weniger zerspanungsintensiven, HSC-
Maschinen dieses Maschinenprinzip nicht verwandt
wird, sondern das waagrecht liegende
Maschinenportal, bei dem der Frässchieber senkrecht,
ohne Verformung, ausfahren kann. Zudem ist die
notwendige Dynamik (KV-Faktor) in der X-
Verfahrachse wegen der größeren Masse und des
unterschiedlichen Kippverhaltens des Fahrständers,
bedingt durch die unterschiedlichen Kreuzschieber-
Positionen, ein weiterer kritischer Punkt dieses
Maschinenkonzeptes.
Auch die Erwärmung führt bei einem Fahrständer zu
einem größeren Wärmeverzug, da aus konstruktiven
Erfordernissen keine Querschnittssymmetrie erreicht
werden kann.
Es kann nur zwischen den beiden
Auslegungskriterien: optimale Spanabfuhr oder
optimale Maschinengeometrie
bzw. Zerspanungsleistung gewählt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese
beiden Maximal-Forderungen zu vereinen und eine
Maschinenanordnung zu schaffen, die eine mindest
gleichwertige Späneabfuhr wie bei einer senkrechten
Spannwand garantiert, aber darüber hinaus die
Maschinengeometrie in bezug auf dynamisches
Verhalten und Temperaturstabilität entscheidend
verbessert. Durch die hohen Schnittgeschwindigkeiten
und Vorschübe ist die spänefreie
Werkstückoberfläche eine unabdingbare
Voraussetzung für optimale Zerspanung. Auch die
Späneabfuhr innerhalb der Maschine soll wesentlich
verbessert werden.
Weiterhin sollten die Bedienbarkeit und die
Einbindung in bestehende Anlagen wesentlich
vereinfacht werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst, daß ein waagrecht liegendes Maschinenportal
verwendet wird, welches bei allen HSC-
Fräsmaschinen mit größerem Arbeitsraum
verwandt wird. Die Werkstückspannfläche
befindet sich allerdings nicht unterhalb, sondern
oberhalb des Maschinenportals. Die
Werkstückspannplatten werden mit einer Hebe-
und Schwenkvorrichtung in den
Bearbeitungsraum hinein- bzw. heraus
geklappt. Für den 2-Stationenbetrieb sind an
beiden Maschinenlängsseiten die Spannplatten
bzw. Spannstationen angeordnet.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile
bestehen insbesondere darin, daß das waagrecht
liegende Maschinenportal die geringsten
bewegten Massen im Vergleich zu Fahrständer-
Lösungen (vertikal stehende Spannfläche) hat
und die geringsten Verformungen bei
ausgefahrener Schieberfräseinheit aufweist.
Weiterhin wird durch die direkt auf dem
Fundament befestigten Führungsbetten eine
wesentliche Versteifung erreicht.
Durch die obenliegende parallele Anordnung
der Spannfläche ist es nun möglich, die beste
Maschinengeometrie mit der optimalsten
Späneabfuhr zu verbinden.
Durch das erfindungsgemäße Maschinenprinzip
beträgt, bei einem üblichen 2-Stationenbetrieb,
der X-Verfahrweg nur die Hälfte wie bei
vergleichbaren Maschinen. Dies heißt, daß bei
einem Kugelumlaufspindel-Antrieb die
Steifigkeit auf den doppelten Wert steigt. Dies
verbessert wesentlich die gesamte
Maschinendynamik.
Durch das erfindungsgemäße Maschinenprinzip
wird die Einbindung in bestehende Werkstück-
Palettensysteme ohne weiteres möglich, da im
Vergleich zu den vertikal stehenden
Spannflächen der Fahrständer-Lösungen
hierbei keine zusätzlichen Klappstationen
benötigt werden und die Paletten direkt ohne
Verschiebung aufgenommen werden können.
Durch einen möglichen 4-Stationenbetrieb, d. h.
auf jeder Maschinenseite 2 Spanntische, kann
sogar auf den Palettenbetrieb verzichtet werden.
Auch die niedrigere Maschinenhöhe über Flur
erhöht die Adaptionsfähigkeit in bestehende
Anlagen.
Durch das erfindungsgemäße Maschinenprinzip
entsteht durch die maschinenspezifischen
Großbauteile und die Peripheriegeräte eine
Einhausung der Maschine. Hierdurch wird die
wesentliche Voraussetzung für ein stabiles
Temperaturverhalten der Maschine geschaffen.
Durch das erfindungsgemäße Maschinenprinzip
bedingt stehen die Bearbeitungsköpfe senkrecht
unter dem Werkstück, dies bietet den Vorteil,
daß austretende Kühl- und Schmiermedien nicht auf
das Werkstück und in den
Kühlschmiermittel-Kreislauf gelangen, sondern
einfach aufgefangen werden können.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den
Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher
beschrieben.
Es zeigt
Fig. 1 die Vorderansicht der Maschine. Das
Maschinenfundament und ein Maschinenständer mit
Hebevorrichtung ist im Schnitt dargestellt. Auf der
linken Maschinenseite ist die Spannplatten-
Schwenkvorrichtung 2 dargestellt
(Darstellung auch in Fig. 5), die sich auf beiden
Seiten befindet (siehe hierzu auch Fig. 3).
Die linke Spannplatte ist in Bearbeitungsposition 1.
Die rechte Spannplatte befindet sich zum Aufspannen
des Werkstückes um 180° geklappt und nach unten
gefahren rechts neben der Maschine 3. Der
Bearbeitungskopf ist in der mittleren Y-
Verfahrposition dargestellt. Die linke und rechte
Extrem-Y-Verfahrposition ist angedeutet.
Fig. 2 zeigt die rechte Seitenansicht der Maschine. Das
Maschinenfundament ist vor der Maschine
geschnitten dargestellt. Die Spannplatten mit den
Ständern, Hebevorrichtung und, auf der
Maschinenvorderseite befindlichen,
Schwenkvorrichtung bestimmen das Bild der
Maschine.
Die vordere und hintere Extrem-X-Verfahrposition ist
ebenfalls angedeutet.
Fig. 3 zeigt die Draufsicht der Maschine. Im hinteren Teil
der Maschine (im Bild oberer Teil der Ansicht) sind
die Versorgungseinheiten sowie die Peripheriegeräte,
wie Werkzeug- und Fräskopfwechsel, untergebracht.
Der vordere Teil der Maschine ist für die Bedienung
vorgesehen, um Einblick in den Bearbeitungsraum zu
gewährleisten.
Fig. 4 zeigt die Einzeldarstellung der Hebevorrichtung.
Das Anheben der Spannplatte erfolgt mittels eines
Gewinderollenspindel-Antriebes.
Fig. 5 zeigt die Einzeldarstellung der Schwenkvorrichtung.
Die 180°-Schwenkung wird über die, mit jeweils
einem Hydraulikzylinder bewegten, Hebel ausgeführt.
Der rechte Hebel (siehe Bild) schwenkt die
Spannplatte in die vertikale Stellung, bis die
Spannplatte durch das Eigengewicht alleine weiter
schwenken würde. Der linke Hebel, der inzwischen in
diese obere Übergabeposition gebracht wurde, fängt
diese Bewegung ab und läßt die Spannplatte langsam
in der Bearbeitungsposition aufsetzen. Der
Angriffspunkt an der Spannplatte bildet eine
seitlich angebrachte Rolle.
Claims (2)
1. Bearbeitungszentrum für die spanabhebende Fertigung, das mittels einem sich bewegenden
Bearbeitungskopf Werkstücke bearbeitet. Der Bearbeitungskopf wird mit einer Vorrichtung
bewegt, so daß jeder Punkt innerhalb eines definierten rechteckigen Raumes erreicht
werden kann.
2. Das Bearbeitungszentrum ist dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstückspannfläche
waagrecht über dem parallel liegenden Bewegungsraum des Bearbeitungskopfes liegt.
Diese Werkstückspannfläche ist dadurch gekennzeichnet, daß diese eine Seite einer festen Spannplatte oder einer direkt angekoppelten Werkstückpalette (1) bildet, die zum Aufspannen des Werkstückes mit einer 180°-Bewegung aus dem Arbeitsraum mittels einer Schwenkvorrichtung (2) geklappt wird, und daß diese Spannplatte abgesenkt wird (3), daß zum Zwecke des 2-Stationenbetriebes sich die gleiche Vorrichtung auf der gegenüberliegenden Maschinenseite befindet und daß für den 2-Stationenbetrieb keine Maschinenachse verlängert werden muß.
Diese Werkstückspannfläche ist dadurch gekennzeichnet, daß diese eine Seite einer festen Spannplatte oder einer direkt angekoppelten Werkstückpalette (1) bildet, die zum Aufspannen des Werkstückes mit einer 180°-Bewegung aus dem Arbeitsraum mittels einer Schwenkvorrichtung (2) geklappt wird, und daß diese Spannplatte abgesenkt wird (3), daß zum Zwecke des 2-Stationenbetriebes sich die gleiche Vorrichtung auf der gegenüberliegenden Maschinenseite befindet und daß für den 2-Stationenbetrieb keine Maschinenachse verlängert werden muß.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19839503A DE19839503A1 (de) | 1998-08-29 | 1998-08-29 | Bearbeitungszentrum für die spanabhebende Fertigung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19839503A DE19839503A1 (de) | 1998-08-29 | 1998-08-29 | Bearbeitungszentrum für die spanabhebende Fertigung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19839503A1 true DE19839503A1 (de) | 2000-04-27 |
Family
ID=7879231
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19839503A Withdrawn DE19839503A1 (de) | 1998-08-29 | 1998-08-29 | Bearbeitungszentrum für die spanabhebende Fertigung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19839503A1 (de) |
Cited By (2)
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EP0820835A1 (de) * | 1996-07-26 | 1998-01-28 | Grob-Werke GmbH & Co. KG | Bearbeitungszentrum |
-
1998
- 1998-08-29 DE DE19839503A patent/DE19839503A1/de not_active Withdrawn
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