DE19857841A1 - Werkzeugaufnahme zum Drehen von Innenkonturen an Werkstücken - Google Patents

Abstract

Es wird ein Verfahren und eine Werkzeugaufnahme zum Drehen von Innenkonturen an Werkstücken vorgeschlagen, wobei die Werkzeugaufnahme mit einer kreisförmigen Stirnfläche vertaktet werden kann und im Bereich des Umfanges mit mindestens zwei gleichmäßig beabstandeten unterschiedlichen Bearbeitungswerkzeugen ausgerüstet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Werkzeugaufnahme zum Drehen von Innenkonturen an Werkstücken.

Zum Stand der Technik gehören Werkzeugrevolver, die mit Werkzeugen bestückt sind. Diese Werkzeuge sind jeweils für eine vorbestimmte Bearbeitung entwickelt worden, so daß bislang für jede Bearbeitung einer bestimmten Werkstückgeome­ trie ein hierauf speziell abgestimmtes Werkzeug mit Werkzeugaufnahme einge­ setzt werden muß. Die Werkzeugmaschine muß zu diesem Zweck auf eine Refe­ renzposition gefahren werden, die bei dem Werkzeugwechsel außerhalb des Kol­ lisionsbereiches mit dem Werkstück liegt. Dabei wird der Werkzeugrevolver auf das gewünschte Werkzeug ausgerichtet, so daß dieses anschließend für die Bear­ beitung in Eingriff gebracht werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Werkzeugauf­ nahme zum Drehen von Innenkonturen an Werkstücken zu schaffen, bei dem der Zeitaufwand für das Anfahren der Referenzposition zum Werkzeugwechsel und das Anfahren des Werkstückes in und aus eben dieser Referenzposition entfällt, damit Bearbeitungen mit kurzen Taktzeiten, bei der mehrere Werkzeuge entspre­ chend der Bearbeitungsfolge in Eingriff kommen müssen, wirtschaftlich durchge­ führt werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und mit den Merkmalen des auf und mit einer Werkzeugaufnah­ me nach Patentanspruch 2 gelöst. Die hierauf rückbezogenen Unteransprüche ge­ stalten die Werkzeugaufnahme gemäß dem Patentanspruch 2 in vorteilhafter Wei­ se aus.

Die erfindungsgemäße Werkzeugaufnahme ermöglicht den Einsatz mehrerer un­ terschiedlicher Werkzeuge für verschiedene Bearbeitungsaufgaben. Auf diese Weise findet der Werkzeugwechsel, beispielsweise innerhalb einer zentrischen Bohrung eines Werkstückes, statt, ohne daß die Werkzeugmaschine zwecks Werkzeugwechsel eine Referenzposition einnehmen muß. Damit entfallen die sog. Nebenzeiten für das Freifahren der Werkzeuge in die Werkzeugwechselposi­ tion, beispielsweise durch das Vertakten des Werkzeugrevolvers, und das Anfah­ ren des Werkstücks mit dem anderen Werkzeug. Dadurch werden die Bearbei­ tungszeiten pro Werkstück wesentlich verringert. Die Bearbeitung selbst erfolgt schneller und kostengünstiger.

Die erfindungsgemäße Werkzeugaufnahme zum Drehen von Innenkonturen an Werkstücken wird anhand der Zeichnungen gemäß den Fig. 1 und 3 näher erläu­ tert.

Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht der Werkzeugaufnahme mit Spannfutter und Werkzeugrevolver.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt A-A durch das eingespannte Werkstück in Frontansicht der mit Werkzeugen bestückten Werkzeugaufnahme.

Fig. 3 zeigt eine Werkzeugaufnahme 5.

In den Fig. 1 und 2 ist ein zu bearbeitendes Werkstück 3 dargestellt, das an der Innenkontur spanabhebend bearbeitet wird. Dabei werden unterschiedliche Werk­ zeuge für dasselbe Werkstück 3 eingesetzt. Das zu bearbeitende Werkstück 3 wird in einem Spannfutter 1 mit aufgesetzten Spannbacken 2 eingespannt. Das Spann­ futter 1 ist auf einer nicht dargestellten Werkstückspindel befestigt, die in einem Werkstückspindelstock aufgenommen ist. Die Rotationsachse der Werkstückspin­ del fluchtet mit der Längsachse des Spannfutters 1 und der Längsachse des Werk­ stücks 3. Die Werkstückspindel ist motorisch angetrieben und überträgt die Rota­ tionsbewegung auf das Spannfutter 1 wie mit Pfeil 4 dargestellt.

Am Werkstück 3 sind beispielsweise die Innenkonturen 3A, 3B und 3C durch spanabhebende Bearbeitung herzustellen. Beispielsweise werden zum Bearbeiten der Kontur 3A ein Innendrehwerkzeug, zum Bearbeiten der Kontur 3C ein Plan­ drehwerkzeug und zum Bearbeiten der Kontur 3B ein Einstichdrehwerk benötigt.

Diese Werkzeuge besitzen den Bearbeitungserfordernissen angepaßte, unter­ schiedliche geometrische Ausprägungen und kommen nacheinander in einer durch das CNC-Programm vorgegebenen Reihenfolge durch entsprechendes Verdrehen der Aufnahme 5 zum Einsatz.

Nach Fig. 1 weist die Werkzeugaufnahme 5 eine kreisförmige Stirnfläche 5' auf, in der mehrere unterschiedliche Bearbeitungswerkzeuge angeordnet sind, die mit unterschiedlicher Schneidgeometrie ausgestattet sind. Durch radiales Vertakten der Werkzeugaufnahme 5 um deren Längsachse kommen beispielsweise die un­ terschiedlich gestalteten Bearbeitungswerkzeuge 6, 7 oder 8 zum Einsatz. Das radiale Vertakten auf die unterschiedlichen Bearbeitungswerkzeuge 6, 7 und 8 ist mit Pfeil 9 angedeutet. Die Werkzeugaufnahme 5 ist in einer Werkzeugaufnahme­ platte 11 eines Revolverkopfes 10 einer spanabhebenden Bearbeitungsmaschine, wie z. B. einer Drehbank, aufgenommen. Der Revolverkopf 10 ist auf einem nicht dargestellten Führungsgehäuse befestigt, das auf einem Führungssystem, das in den beiden vorzugsweise rechtwinkelig zueinander stehenden Achsen X und Z durch die CNC-Achsen verfahrbar ist, aufgebaut.

Am Umfang der Werkzeugaufnahmeplatte 11 sind mehrere Werkzeugaufnahmen 5 mit unterschiedlichen Bearbeitungswerkzeugen 6 für unterschiedliche Ferti­ gungsprogramme angebracht. Nach dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird mit dem Bearbeitungswerkzeug 6 beispielsweise die Innenkontur 3A der Bohrung des Werkstücks 3 bearbeitet. Anschließend wird beispielsweise die Planfläche 3C mit dem Bearbeitungswerkzeug 7 bearbeitet. Zu diesem Zweck wird das Werk­ zeug 6 in X-Achsrichtung freigefahren. Daraufhin wird durch Vertakten der Werkzeugaufnahme 5 das Bearbeitungswerkzeug 7 in die Position für die Ein­ stichbearbeitung 3B gebracht, danach wieder freigefahren und durch entsprechen­ des Vertakten mittels des Revolverkopfes 10 das Bearbeitungswerkzeug 8 zum Einsatz gebracht.

In Fig. 2 ist eine Vorderansicht der Werkzeugaufnahme 5 dargestellt, bei der bei­ spielsweise das Bearbeitungswerkzeug 6 auf der Werkzeugaufnahme 5 in Bear­ beitungsstellung positioniert ist. Die Aufnahme 5 zeigt beispielsweise die Anzahl der Werkzeuge 6, 7 und 8, die von der herzustellenden Werkstückgeometrie be­ stimmt wird. Bei der Bestückung der Aufnahme 5 ist darauf zu achten, daß be­ nachbarte Bearbeitungswerkzeuge während der spanabhebenden Bearbeitung der Werkstück-Innenkontur nicht kollidieren (vergl. Fig. 2, Position 20).

In Fig. 3 ist eine Werkzeugaufnahme 5 dargestellt, welche vorzugsweise mit ein­ schraubbaren oder einsteckbaren Einsätzen 30 ausgestattet ist. In diese Einsätze 30 werden die spanabhebenden Werkzeuge 6, 7, 8 usw. jeweils mit dem Schaft eingesetzt. Die Einsätze 30 sind nahe am Außenumfang der Werkzeugaufnahme 5 angeordnet. Gemäß der linken Darstellung der Fig. 3 sind als Werkzeuge Schneidplatten mit Klemmschrauben an dem Einsatz 30 befestigt, welcher mittels einer Schraube 31 an der Werkzeugaufnahme 5 festgelegt ist. Die Werkzeugauf­ nahme weist im Umfangsbereich prismenförmige Nuten 32 auf, in welche die zylindrischen Einsätze bzw. Halter 30 geklemmt werden können. Dabei sind die Werkzeughalter aufgrund ihrer zylindrischen Form einfach und auch in Serie ko­ stengünstig herzustellen.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die Werkzeugaufnah­ me 5 mit mehreren gleichen oder unterschiedlichen Bearbeitungswerkzeugen, jedoch mit mindestens zwei Bearbeitungswerkzeugen, bestückt sein.

Die Anzahl der Bearbeitungswerkzeuge richtet sich nach der herzustellenden Geometrie des Werkstückes 3 und kann folglich variieren, so daß ein bestimmter Werkzeugsatz auf einer dem Werkstück zuordenbaren Werkzeugaufnahme 5 an­ gebracht sein kann. Mehrere unterschiedlich bestückte Werkzeugaufnahmen Sermöglichen eine rasche Bearbeitung unterschiedlicher Werkstückgeometrien bei extrem kurzen Umrüstzeiten. Komplett bestückte Werkzeugaufnahmen 5 ermögli­ chen den wiederholten Einsatz ohne zusätzliche Justierungsarbeiten.

Claims (5)

1. Verfahren zum Drehen von Innenkonturen an Werkstücken, dadurch gekennzeichnet, daß eine Werkzeugaufnahme zur Durchführung von unterschiedlichen Bear­ beitungsschritten im Innern des Werkstückes vertaktet wird.

2. Werkzeugaufnahme zum Drehen von Innenkonturen an Werkstücken, da­ durch gekennzeichnet, daß eine Werkzeugaufnahme (5) mit kreisförmiger Stirnfläche (5') im Bereich des Umfangs mit mindestens zwei gleichmäßig beabstandeten unterschiedlichen Bearbeitungswerkzeugen (6, 7, 8) ausge­ rüstet ist.

3. Werkzeugaufnahme nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Stirnfläche (5') der Werkzeugaufnahme (5) auswechselbare Einsätze (20) zur Aufnahme der Bearbeitungswerkzeuge (6; 7, 8) vorgesehen sind.

4. Werkzeugaufnahme nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Werkzeugaufnahme (5) nach den Bearbeitungserfordernissen mit zahlenmäßig entsprechenden Bearbeitungswerkzeugen (6) bestückt ist.

5. Werkzeugaufnahme nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeich­ net, daß mehrere Werkzeugaufnahmen (5) am Umfang einer Werk­ zeugaufnahmeplatte (11), die mit dem Revolverkopf (10) einer spanabhe­ benden Bearbeitungsmaschine verbunden ist, auswechselbar angeordnet ist.