DE19904860A1

DE19904860A1 - Vertikaldrehmaschine

Info

Publication number: DE19904860A1
Application number: DE19904860A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Rehage
Original assignee: Gildemeister Drehmaschinen GmbH
Current assignee: Dmg Nippon Kk Yokohama Kanagawa Jp
Priority date: 1999-02-05
Filing date: 1999-02-05
Publication date: 2000-08-17
Anticipated expiration: 2019-02-06
Also published as: DE19904860C2

Abstract

Eine Vertikaldrehmaschine weist eine am Maschinenbett gelagerte, mit einem Spannmittel zur Aufnahme der Werkstücke versehene Werkstückspindel auf, die in einem Schlitten angeordnet ist, der auf horizontal in X-Achsrichtung verlaufenden Führungen verfahrbar ist. Die Werkstückspindel ist zusätzlich in Richtung einer vertikal verlaufenden Z-Achse verfahrbar und um eine zu ihrer Rotationsachse und zur Z-Achse senkrechte Schwenkachse schwenkbar. Unterhalb der Werkstückspindel ist eine Werkzeugaufnahme vorgesehen. Die Schwenkachse ist senkrecht zur X-Achse angeordnet und die Werkstückspindel ist in beliebigen Schwenklagen arretierbar. Die Schwenkachse der Werkstückspindelachse liegt während der Bearbeitung von der Bedienungseite aus gesehen vor den Führungen der X-Achse.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vertikaldrehmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei einer bekannten Drehmaschine dieser Art (DE 42 12 175 A1) ist die Werkstückspindel in Richtung dreier orthogonal zueinander verlaufender Achsen X, Y und Z verschieblich. Die Werkstückspindel ist zwischen in X-Richtung verlaufen den, horizontalen Führungen angeordnet. Sie kann um eine in Richtung der X-Achse verlaufende Achse geschwenkt werden.

Die Schwenkbewegung und damit die Bearbeitungsmöglichkeiten werden durch die Führungen des X-Schlittens bzw. durch die die Führungen tragenden Seitenwände des Maschinenbettes be grenzt. Bei der Schwenkbewegung der Werkstückspindel bewegt sich das in ihr gespannte Werkstück auf einem Kreisbogen. Die in Richtung der Y- und der Z-Achse verlaufenden Anteile des Kreisbogens müssen durch entsprechende Vorschübe ausge glichen werden. Für diesen Ausgleich der Werkstückverlage rung gegenüber einem in Bearbeitungslage befindlichen, ortsfesten Werkzeug steht der Werkstückspindel nur ein re lativ geringer Vorschubweg in Richtung der Y-Achse zur Ver fügung. Dadurch werden die Bearbeitungsmöglichkeiten stark eingeschränkt.

Wegen des eingeschränkten Schwenkwinkels können außerdem nur Drehwerkstücke bearbeitet werden, die der Werkstück spindel mit vertikaler Werkstückachslage zuführbar sind. Die Drehmaschine benötigt für die Bearbeitung eines Werk stücks bei geschwenkter Werkstückspindel mindestens drei lineare Vorschubachsen.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vertikaldrehmaschine der bekann ten Art mit erweiterten Bearbeitungsmöglichkeiten zu schaf fen.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit den Merkmalen des Pa tentanspruchs 1.

Die Anordnung der Achsen und der Werkstückspindel schaffen eine unbegrenzte Schwenkmöglichkeit für die Werkstückspin del. Die Bearbeitung eines Werkstücks bei geschwenkter Werkstückspindel ist bei einer Drehmaschine mit nur zwei Vorschubachsen möglich, weil die kreisbogenförmige Bahn, die das Werkstücks beim Schwenken durchläuft, in der Ebene liegt, die von den Richtungen der Vorschubbewegung der Werkstückspindel für die Drehbearbeitung aufgespannt wird.

Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann in Abhängigkeit vom Schwenkwinkel der Werkstückspindel die Werkzeugaufnahme aus ihrer Normalposition am Maschinenbett versetzt werden. Eine weitere Ausgestaltung erlaubt die Zu- oder Abfuhr von Werkstücken, insbes. von Stangenabschnit ten, in horizontaler Lage der Werkstückspindel.

Nachstehend wird eine bevorzugte Ausführungsformen der Er findung anhand der Zeichnungen im einzelnen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung der Drehma schine mit vertikal verlaufender Werkstück spindel;

Fig. 2 eine Ansicht der Drehmaschine nach Fig. 1 mit geneigter Werkstückspindel;

Fig. 3 eine Ansicht nach Fig. 1 mit in die Horizonta le geschwenkter Werkstückspindel.

Die in Fig. 1 dargestellte Drehmaschine weist ein Maschi nenbett 1 und eine Werkstückspindel 5 auf. An der vertika len Frontseite des quaderförmigen Maschinenbettes 1 sind zwei zueinander parallele Führungen 1a vorgesehen, auf de nen eine Werkzeugaufnahme 7 ausgerichtet werden kann. Das Maschinenbett 1 ist als Rahmen ausgebildet, der an seiner Oberseite Bettführungen 1b trägt. Auf den Bettführungen 1b ist ein X-Schlitten 2 mittels Führungsschuhen 2b horizontal in Richtung der X-Achse verschieblich. Der X-Schlitten 2 trägt einen Oberschlitten 3, an dem ein Längsschlitten 4 geführt ist. An dem Längsschlitten 4 ist ein Schwenktisch 6 verschwenkbar befestigt, der die als integrierte Motorspin del ausgebildete Werkstückspindel 5 trägt. Der Schwenktisch 6 schwenkt die Werkstückspindel 5 um eine horizontale, in Y-Richtung verlaufende Achse.

Der Oberschlitten 3 ist als Konsole ausgeführt, an dessen Unterseite Planführungen 3a vorgesehen sind. Die Planfüh rungen 3a gleiten in Führungschuhen 2a auf der Oberseite des X-Schlittens 2. An der Frontseite des Oberschlittens 3 sind Längsführungen vorgesehen, in denen der Längs schlitten 4 in vertikaler Richtung verfahrbar ist. Die Vor schubantriebe für die Schlitten 2, 3 und 4 sind nicht dar gestellt.

Die Werkstückspindel 5 ist an ihrem unteren Ende mit einem Spannfutter 5a versehen, in das die zu bearbeitenden Werk stücke eingespannt werden. Das Spannfutter 5a wird dazu von einem Spannzylinder 5c geöffnet und geschlossen. Die Werk stückspindel 5 wird von einem Spindelmotor 5b rotierend an getrieben, dessen Stator die Werkstückspindel 5 bzw. die mit dieser verbundene Rotorbereiche umgeben.

In der vertikalen Schwenklage der Werkstückspindel 5 weist das Spannfutter 5a nach unten. Das von ihm gehaltene, nicht dargestellte Werkstück ist den an der Werkzeugaufnahme 7 vorgesehenen, ebenfalls nicht dargestellten Werkzeugen ge genübergestellt, von denen es bearbeitet wird. Als Werk zeugaufnahme 7 dient ein Werkzeugrevolver 7a, dessen Revol verscheibe 7d um eine horizontale Achse schaltbar ist. Am Außenumfang der Revolverscheibe 7d sind Aufnahmebohrungen 7c vorgesehen, in die Drehwerkzeuge, Bohrstangen und rotie rend antreibbare Schneidwerkzeuge einsetzbar sind.

Die Werkstückspindel 5 kann in der vertikalen Schwenklage Werkstücke von einer nicht dargestellten horizontalen Werk stückauflage auf einer Seite der Werkzeugaufnahme 7 selbst tätig aufnehmen und ein bearbeitetes Werkstück auf einer horizontalen Werkstückauflage auf der anderen Seite der Werkzeugaufnahme 7 ablegen. Die Werkstückauflagen können an den Führungen 1a des Maschinenbettes 1 befestigt sein.

In der vertikalen Schwenklage der Werkstückspindel 5 werden vorzugsweise Flächen erzeugt, die konzentrisch oder recht winklig zur Rotationsachse der Werkstückspindel 5 verlau fen. Wenn Flächen erzeugt werden sollen, die unter einem davon abweichenden Winkel zur Rotationachse verlaufen, wird die Werkstückspindel 5, wie in Fig. 2 dargestellt, in eine entsprechende Winkellage geschwenkt und in dieser Lage ar retiert. Die Drehbarbeitung an einem Werkstück bei geneig ter Rotationsachse der Werkstückspindel 5 führt beispiels weise zu einer Kegelfläche.

Der Arbeits- und Bewegungsbereich der Werkstückspindel 5 erstreckt sich dabei vor der Frontseite des Maschinenbettes 1 und wird durch die Länge der Führungen bestimmt. Durch die Schwenkbewegung der Werkstückspindel 5 wird das im Spannfutter 5a gehaltene Werkstück nicht nur gedreht son dern auch entsprechend seinem Abstand zur Schwenkachse auf einem Kreisbogen verlagert. Wenn die Kompensation dieser Verlagerung zu erheblichen Verfahrwegen des Bettschlittens führt, kann statt dessen auch die Werkzeugaufnahme 7 ver setzt oder verschoben werden.

In der horizontalen Lage der Werkstückspindel 5 können auf einfache Weise Schlüsselflächen an einem im Spannmittel 5a gehaltenes Werkstück durch rotierend angetriebene Schneid werkzeuge der Werkzeugaufnahme 7 erzeugt werden. Dazu sind keine gekröpften Werkzeuge oder Sonderhalter für das Ein spannen der Werkzeuge erforderlich.

In der horizontalen Lage können der Werkstückspindel auch schlanke Werkstücke oder Stangenabschnitte zugeführt wer den, die auf horizontalen Werkstückauflagen nicht bereitge stellt werden können. Das Zu- und Abführen und die Bearbei tung sind auf beiden Seiten der Schwenkachse möglich, wenn die Werkstückspindel 5 um 180 Grad verschwenkbar ist.

Claims

1. Vertikaldrehmaschine mit einer am Maschinenbett (1) ge lagerten, mit einem Spannmittel (5a) zur Aufnahme der Werkstücke versehenen Werkstückspindel (5), die in ei nem Schlitten (2) angeordnet ist, der auf horizontal in X-Achsrichtung verlaufenden Führungen (1) verfahrbar ist, wobei die Werkstückspindel (5) zusätzlich in Rich tung einer vertikal verlaufenden Z-Achse verfahrbar ist und um eine zu ihrer Rotationsachse und zur Z-Achse senkrechte Schwenkachse schwenkbar ist, wobei unterhalb der Werkstückspindel (5) eine Werkzeugaufnahme (7) vor gesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse senkrecht zur X-Achse angeordnet und die Werkstückspindel (5) in beliebigen Schwenklagen arretierbar ist, wobei die Schwenkebene der Rotations achse während der Bearbeitung von der Bedienungseite aus gesehen vor den Führungen (1b) der X-Achse liegt.

2. Vertikaldrehmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugaufnahme (7) auf einer horizontalen Achse am Maschinenbett ausrichtbar ist.

3. Vertikaldrehmaschine nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Ausrichten der Werkzeugaufnahme (7) Führungen (1a) aufweist, auf denen die Werkzeugauf nahme (7) längsverschieblich und fixierbar gelagert ist.

4. Vertikaldrehmaschine nach einem oder mehreren der An sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Maschinenbett (1) im wesentlichen quaderförmig ist und auf der Oberseite Führungen (1b) für den in Richtung der X-Achse verfahrbaren Schlitten (2) und auf einer Bedienugnsseite Führungen (2a) für die Werkzeug aufnahme (7) aufweist.

5. Vertikaldrehmaschine nach einem oder mehreren der An sprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstückspindel (5) in eine horizontale Lage schwenkbar ist.

6. Vertikaldrehmaschine nach einem oder mehreren der An sprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstückspindel (5) aus ihrer vertikalen Lage im Uhrzeigersinn und im Gegenuhrzeigersinn um jeweils 90 Grad schwenkbar ist.

7. Vertikaldrehmaschine nach einem oder mehreren der An sprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß beiderseits der Werkzeugaufnahme (7) horizontale Auflagebereiche für das Aufnehmen bzw. Ablegen der Werk stücke durch die Werkstückspindel (5) vorgesehen sind.

8. Vertikaldrehmaschine nach einem oder mehreren der An sprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstückspindel (5) als integrierte Motorspin del ausgebildet ist.

9. Vertikaldrehmaschine nach einem oder mehreren der An sprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstückspindel (5) quer zur X- und Z- Achsrichtung verschieblich ist.