DE19919645A1 - Werkzeugmaschine mit Werkzeugspindel und Revolverkopf - Google Patents
Werkzeugmaschine mit Werkzeugspindel und RevolverkopfInfo
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Abstract
Eine Werkzeugmaschine (10) umfaßt einen Werkstückträger (14) zum Einspannen von zu bearbeitenden Werkstücken (32) und einen Bohr- und Fräskopf (15), in dem eine drehangetriebene Werkzeugspindel (16) gelagert ist. An ihrem unteren Ende (18) ist die Werkzeugspindel (16) mit einer Werkzeugaufnahme (19) zum Einspannen von Werkzeugen (21) für die Bearbeitung der Werkstücke (32) versehen. Der Werkstückträger (14) und der Bohr- und Fräskopf (15) sind relativ zueinander im Raum verfahrbar. Der Werkstückträger (14) ist dabei mit einem Drehantrieb (33) versehen, um ein eingespanntes Werkstück (32) für eine Bearbeitung mit einem Drehwerkzeug (41) um eine Drehachse in Rotation zu versetzen. Für die Drehwerkzeuge (41) ist eine von der Werkzeugspindel (16) gesonderte Einspannvorrichtung (38) vorgesehen (Fig. 1).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine mit
einem Werkstückträger zum Einspannen von zu bearbeitenden Werk
stücken und einem Bohr- und Fräskopf, in dem eine dreh
angetriebene Werkzeugspindel gelagert ist, an deren unterem
Ende eine Werkzeugaufnahme zum Einspannen von Werkzeugen zur
Bearbeitung der Werkstücke vorgesehen ist, wobei der Werk
stückträger und der Bohr- und Fräskopf relativ zueinander im
Raum verfahrbar sind und der Werkstückträger mit einem Dreh
antrieb versehen ist, um ein eingespanntes Werkstück für eine
Bearbeitung mit einem Drehwerkzeug um eine Drehachse in Rota
tion zu versetzen.
Eine derartige Werkzeugmaschine ist aus der DE 196 35 258 C1
bekannt.
Die bekannte Werkzeugmaschine ist eine Fahrständermaschine zum
Bearbeiten von Werkstückstangen. Die Werkstückstangen werden in
einen Werkstückträger eingespannt, der mit einem Drehantrieb
versehen ist, der die Stange mit für Dreharbeiten ausreichender
Drehzahl in Rotation versetzen kann.
Die Drehwerkzeuge sind zusammen mit Fräs- und Bohrwerkzeugen in
einem üblichen Werkzeugmagazin gehalten und werden wahlweise in
die Werkzeugspindel des Bohr- und Fräskopfes eingesetzt. Auf
diese Weise ist es möglich, mit einem Bohr- und Fräskopf sowohl
Dreharbeiten als auch Bohr- und Fräsarbeiten an einem Werkstück
durchzuführen. Bei den Bohr- und Fräsarbeiten wird dabei das
Werkstück drehfest in dem Werkstückträger gehalten, während
sich das Bohr- oder Fräswerkzeug um eine Längsachse der Werk
zeugspindel dreht. Bei Dreharbeiten steht dagegen das Drehwerk
zeug still, während das Werkstück in hinreichende Rotation ver
setzt wird.
Obwohl mit der bekannten Werkzeugmaschine sowohl Dreh- als auch
Bohr- und Fräsarbeiten durchgeführt werden können, ergeben sich
doch eine Reihe von Nachteilen im Zusammenhang mit der Dreh
bearbeitung von Werkstücken. So ist es erforderlich, die Werk
zeugspindel während der Dreharbeit in einer definierten Stel
lung drehfest zu arretieren, damit das Drehwerkzeug lagerichtig
in Eingriff mit dem rotierenden Werkstück gelangt. Es hat sich
nun herausgestellt, daß sowohl die Einspannung der Dreh
werkzeuge in die Spindel als auch die Arretierung der Spindel
im Drehbetrieb eine geringere Steifigkeit als erwünscht zeigen,
so daß die Drehbearbeitung eines Werkstückes mit einer
geringeren Genauigkeit durchgeführt werden kann als die Bohr-
und Fräsarbeiten.
Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der vorliegenden Er
findung, die eingangs genannte Werkzeugmaschine derart weiter
zubilden, daß die Bearbeitungsgenauigkeit auch beim Drehen mit
geringem konstruktivem Aufwand erhöht wird.
Bei der eingangs genannten Werkzeugmaschine wird diese Aufgabe
erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine von der Werkzeug
spindel gesonderte Einspannvorrichtung für Drehwerkzeuge vorge
sehen ist.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auf diese
Weise vollkommen gelöst.
Weil jetzt für die Drehwerkzeuge eine eigene Einspann
vorrichtung vorgesehen ist, kann diese Einspannvorrichtung be
züglich der Steifigkeit optimiert werden, die Drehwerkzeuge
müssen nicht mehr mit einem Werkzeughalter versehen werden, der
in die genormte Werkzeugaufnahme am unteren Ende der Werk
zeugspindel einsetzbar ist. Auch das Positionieren der Dreh
werkzeuge stellt kein Problem mehr dar, denn die Einspann
vorrichtung kann so angeordnet werden, daß die Drehwerkzeuge
immer lagerichtig gehalten sind. Insgesamt führt die erhöhte
Steifigkeit zu einer besseren Bearbeitungsgenauigkeit, wobei
auch eine höhere Bearbeitungsgeschwindigkeit erzielbar ist,
denn das Drehwerkzeug wird ständig in der Einspannvorrichtung
bereitgehalten. Beim Wechsel von Fräs- zum Drehbetrieb muß da
her lediglich das Drehwerkzeug auf das Werkstück zugestellt
werden, was z. B. über einen eigenen Kreuzschlitten der Ein
spannvorrichtung erfolgen kann.
Dabei ist es bevorzugt, wenn die Einspannvorrichtung einen
Revolverkopf umfaßt, in dem mehrere Drehwerkzeuge eingespannt
sind, die wahlweise in Bearbeitungsposition bringbar sind, wo
bei der Revolverkopf vorzugsweise einen eigenen Verstellantrieb
aufweist, um die von ihm getragenen Drehwerkzeuge wahlweise in
Arbeitsstellung zu bringen.
Bei dieser Maßnahme ist von Vorteil, daß überhaupt keine Dreh
werkzeuge mehr im üblichen Werkzeugmagazin gespeichert werden
müssen, sämtliche Drehwerkzeuge, die im Laufe einer Bearbeitung
eines Werkstückes benötigt werden, sind jetzt in den Revolver
kopf eingespannt.
Ein Revolverkopf ist darüber hinaus ein Standardbauteil, bei
dem eine gesicherte feste Halterung der Drehwerkzeuge gegeben
ist, so daß durch das Vorsehen eines Revolverkopfes bei einer
Bohr- und Fräsmaschine für eine erprobte Halterung und damit
große Steifigkeit des Drehwerkzeuges gesorgt werden kann.
Diese Maßnahme bietet ferner einen Zeitvorteil bei der kombi
nierten Bearbeitung, denn während eines Fräsvorganges kann
parallel bereits ein Drehwerkzeug in Arbeitsstellung gebracht
werden und umgekehrt, so daß unmittelbar nach einer Fräs
bearbeitung das nächste Drehwerkzeug zugestellt werden kann.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß in dem üblichen Werk
zeugmagazin kein Platz mehr für die Drehwerkzeuge benötigt
wird, so daß die Zahl der zur Verfügung stehenden Bohr- und
Fräswerkzeuge optimal ausgenutzt werden kann.
Dabei ist es weiter bevorzugt, wenn die Einspannvorrichtung
fest mit dem Bohr- und Fräskopf verbunden und vorzugsweise an
einer Stirnseite des Bohr- und Fräskopfes oberhalb der Werk
zeugaufnahme montiert ist.
Diese Maßnahme ist konstruktiv von Vorteil, denn für die Ein
spannvorrichtung, vorzugsweise den Revolverkopf, ist kein
eigener Antrieb oder Kreuzschlitten erforderlich. Bei einer
Fahrständermaschine wird der Revolverkopf mit dem Fahrständer
bewegt, wobei die Montage an einer Stirnseite des Bohr- und
Fräskopfes oberhalb der Werkzeugaufnahme auch die Nachrüstung
bereits bestehender Werkzeugmaschinen ermöglicht, denn dort ist
in der Regel genügend Raum vorhanden, um den - verglichen mit
den Abmaßen der übrigen Werkzeugmaschine - relativ kleinen
Revolverkopf zu montieren.
Diese Maßnahme ist auch nochmals mit einem großen Zeitvorteil
verbunden, denn der Fahrständer kann in einem einzigen Be
wegungsablauf sowohl ein Fräswerkzeug außer Eingriff als auch
ein Drehwerkzeug in Eingriff mit dem Werkstück bringen.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und der bei
gefügten Zeichnung.
Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nach
stehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in den jeweils
angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinatio
nen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der
vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Werkzeug
maschine mit Werkzeugspindel und Revolverkopf;
Fig. 2 eine Draufsicht auf die Werkzeugmaschine aus Fig. 1
von links; und
Fig. 3 eine perspektivische Darstellung einer in den
Fig. 1 und 2 lediglich schematisch dargestellten
Werkzeugmaschine mit Werkzeugspindel und Revolver
kopf.
In Fig. 1 ist mit 10 eine Werkzeugmaschine dargestellt, die ein
Maschinenbett 11 umfaßt, auf der ein Fahrständer 12 sowie ein
Werkstückträger 14 montiert sind. Die Werkzeugmaschine 10 in
Fig. 1 ist lediglich schematisch in einer Seitenansicht ge
zeigt.
Der Fahrständer 12 trägt einen üblichen Bohr- und Fräskopf 15,
in dem drehangetrieben eine Werkzeugspindel 16 angeordnet ist,
die bei einer Bohr- und Fräsbearbeitung um eine Drehachse 17 in
Rotation versetzt wird.
An ihrem unteren Ende 18 weist die Werkzeugspindel 16 eine üb
liche Werkzeugaufnahme 19 auf, in die ein Werkzeug 21 einge
spannt ist.
Der Bohr- und Fräskopf 15 ist an einer Z-Führung 22 in Z-Rich
tung höhenverstellbar gelagert. Die Z-Führung 22 sitzt an einem
Y-Schlitten 23, der über eine Y-Führung 24 an einem X-Schlitten
25 in Y-Richtung verstellbar gelagert ist. Der X-Schlitten 25
ist auf X-Führungen 26 angeordnet und somit in X-Richtung ver
fahrbar. Auf diese Weise ist der Bohr- und Fräskopf 15 in allen
drei Raumrichtungen X, Y, Z gegenüber dem Werkstückträger 14
verfahrbar.
Der Werkstückträger 14 umfaßt eine Spannvorrichtung 30 mit
einer Drehhalterung 31 für zu bearbeitende Werkstücke 32.
Ferner ist ein Drehantrieb 33 vorgesehen, mit dem das Werkstück
32 um seine Längsachse in Rotation versetzt werden kann, wie
dies im Zusammenhang mit Fig. 2 noch erklärt werden wird.
Der Werkstückträger 14 umfaßt ferner eine Schwenkvorrichtung
34, durch die die gesamte Spannvorrichtung 30 um eine bei 35
angedeutete Schwenkachse verkippt werden kann. Auf diese Weise
ist es möglich, das Werkstück 32 gegenüber einem Werkzeug 21
schräg anzuordnen, so daß auch Arbeiten in einem Winkel kleiner
90° zur Längsachse des Werkstückes 30 möglich sind.
An einer Stirnseite 37 des Bohr- und Fräskopfes 15 ist eine
Einspannvorrichtung 38 in Form eines Revolverkopfes 39 vorge
sehen, in den verschiedene Drehwerkzeuge 41 eingespannt sind.
Der Revolverkopf 38 ist um eine bei 43 angedeutete Drehachse
verstellbar, so daß wahlweise eines der Drehwerkzeuge 41 in die
nach unten weisende Arbeitsstellung gebracht werden kann, die
mit 41' bezeichnet ist.
Es sei noch erwähnt, daß der Revolverkopf 39 mittels eines
Distanzstückes 44 an dem Bohr- und Fräskopf befestigt ist, so
daß ein hinreichender seitlicher Abstand zwischen dem Werkzeug
21 für Bohr- und Fräsarbeiten sowie dem Drehwerkzeug 41' vorge
sehen werden kann.
Ferner ist noch zu erwähnen, daß der Revolverkopf 39 oberhalb
der Werkzeugaufnahme 16 angeordnet ist, so daß die Drehwerk
zeuge 41 bei den üblichen Fräsarbeiten, bei denen der Fahr
ständer 12 in allen Raumrichtungen verfährt, nicht mit dem
Werkstück 32 kollidieren können.
Ferner ist dadurch eine Kollision des Werkzeuges 21 mit dem
Werkstück 32 während des Drehbetriebes ausgeschlossen, denn bei
dieser Bearbeitungsweise befindet sich das Werkzeug 21 unter
halb und hinter dem Werkstück.
In der in Fig. 2 gezeigten Seitenansicht der Werkzeugmaschine
10 aus Fig. 1 ist zunächst zu erkennen, daß die Schwenk
vorrichtung 34 einen eigenen Schwenkantrieb 45 aufweist, über
den das Werkstück 32, das im gezeigten Beispiel eine Werkstück
stange ist, so geschwenkt werden kann, wie dies durch einen
Pfeil 46 angedeutet ist.
Ferner ist in Fig. 2 noch zu erkennen, daß das Werkstück 32 um
seine bei 46 angedeutete Längsachse in Rotation versetzt wird,
wenn eine Drehbearbeitung mit einem Drehwerkzeug 41 gewünscht
wird.
Die Bearbeitung erfolgt übrigens an einem in Fig. 2 rechts von
der Schwenkvorrichtung 34 vorgesehenen Bearbeitungsende 48 des
Werkstückes 32. Nach erfolgter Bearbeitung wird das Be
arbeitungsende 48 von der Werkstückstange abgetrennt und diese
in Fig. 2 nach rechts vorgeschoben, so daß ein neues Be
arbeitungsende der Werkstückstange zur Bearbeitung zur Ver
fügung steht.
In Fig. 3 ist in einem gegenständlichen Beispiel die in Fig.
1 und 2 schematisch angedeutete Werkzeugmaschine perspektivisch
dargestellt. Die Bezugszeichen entsprechen den Bezugszeichen
aus den Fig. 1 und 2.
Es ist zu erkennen, daß der Revolverkopf 39 - verglichen mit
den Abmaßen der übrigen Werkzeugmaschine - relativ geringe Ab
maße aufweist, so daß er problemlos auch nachträglich bei be
stehenden Werkzeugmaschinen auf der Stirnseite 37 des Bohr- und
Fräskopfes 15 nachgerüstet werden kann. Das Verstellen der
Drehwerkzeuge 41 erfolgt über einen bei 49 angedeuteten, ge
sonderten Verstellantrieb des Revolverkopfes 39.
Es sei noch erwähnt, daß die Steifigkeit der Einspannung der
Drehwerkzeuge 41 in dem Revolverkopf 39 für eine Dreh
bearbeitung des Werkstückes 32 optimiert ist.
Claims (5)
1. Werkzeugmaschine mit einem Werkstückträger (14) zum Ein
spannen von zu bearbeitenden Werkstücken (32) und einem
Bohr- und Fräskopf (15), in dem eine drehangetriebene
Werkzeugspindel (16) gelagert ist, an deren unterem Ende
(18) eine Werkzeugaufnahme (19) zum Einspannen von Werk
zeugen (21) zur Bearbeitung der Werkstücke (32) vorgesehen
ist, wobei der Werkstückträger (14) und der Bohr- und
Fräskopf (15) relativ zueinander im Raum verfahrbar sind
und der Werkstückträger (14) mit einem Drehantrieb (33)
versehen ist, um ein eingespanntes Werkstück (32) für eine
Bearbeitung mit einem Drehwerkzeug (41) um eine Drehachse
(47) in Rotation zu versetzen,
dadurch gekennzeichnet, daß eine von der Werkzeugspindel
(16) gesonderte Einspannvorrichtung (38) für Drehwerkzeuge
(41) vorgesehen ist.
2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Einspannvorrichtung (38) einen Revolverkopf (39)
umfaßt, in dem mehrere Drehwerkzeuge (41) eingespannt
sind, die wahlweise in Bearbeitungsposition (41') bringbar
sind.
3. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Einspannvorrichtung (38) fest mit dem
Bohr- und Fräskopf (15) verbunden ist.
4. Werkzeugmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Einspannvorrichtung (38) an einer Stirnseite (37)
des Bohr- und Fräskopfes (15) oberhalb der Werkzeug
aufnahme (19) montiert ist.
5. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß der Revolverkopf (39) einen eigenen
Verstellantrieb (49) aufweist, um die von ihm getragenen
Drehwerkzeuge (41) wahlweise in Arbeitsstellung (41') zu
bringen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE1999119645 DE19919645A1 (de) | 1999-04-30 | 1999-04-30 | Werkzeugmaschine mit Werkzeugspindel und Revolverkopf |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE1999119645 DE19919645A1 (de) | 1999-04-30 | 1999-04-30 | Werkzeugmaschine mit Werkzeugspindel und Revolverkopf |
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Family
ID=7906375
Family Applications (1)
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DE1999119645 Ceased DE19919645A1 (de) | 1999-04-30 | 1999-04-30 | Werkzeugmaschine mit Werkzeugspindel und Revolverkopf |
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