DE2038157A1 - Ausbohrmaschine fuer Praezisionsarbeiten - Google Patents

Ausbohrmaschine fuer Praezisionsarbeiten

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DE2038157A1
DE2038157A1 DE19702038157 DE2038157A DE2038157A1 DE 2038157 A1 DE2038157 A1 DE 2038157A1 DE 19702038157 DE19702038157 DE 19702038157 DE 2038157 A DE2038157 A DE 2038157A DE 2038157 A1 DE2038157 A1 DE 2038157A1
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bridge
spindle
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boring
temperature
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Kopelew Fridrich Lwowich
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SPETZIALNOJE K BJURO ALMASNORA
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SPETZIALNOJE K BJURO ALMASNORA
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, 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
    • B23Q11/00Accessories fitted to machine tools for keeping tools or parts of the machine in good working condition or for cooling work; Safety devices specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools
    • B23Q11/14Methods or arrangements for maintaining a constant temperature in parts of machine tools
    • B23Q11/143Methods or arrangements for maintaining a constant temperature in parts of machine tools comprising heating means

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Drilling And Boring (AREA)
  • Automatic Control Of Machine Tools (AREA)

Description

  • Ausbohrmaschine für prÄzisionsarbeiten Die vorliegende Erfindung betrifft Aus bohrmaschinen für Präzisionsoperationen und kann beispielsweise bei Werkzeugmaschine zur Anwendung kommen, wo zur Erreichung hoher Genauigkeit der Bearbeitung der Werkstücke ein Werkzeug aus Diamant bzw. Hartlegierung verwendet wird.
  • bs sind Ausbohrmaschinen für Fräzisionsausbohroeratio-und nen bekannt, die ein @aschinengestell Veine oder zwei Brücken enthalten, die je einen oder mehrere Spindelköpfe mit Spindeln @ragen. Uie Brücken werden am Gestell befestigt, während das ZU bearbeilende Werkstück auf den sich bei der Ausrührung von Ausbohroperationen auf dem Gestell bewegenden Arbeitstisch gespannt wird. Die Werkzeugmaschinen sind mit speziellen Vorrichtungen zur Verminderung und Kompensation von remperaturverformungen versehen, die in Form von Kühleinheiten (s. z.B.
  • UdSSR-Urheberschein Nr. 22?045, Kl. 49a, 44) ausgeführt sind, Min Hauptmangel der bekannten Werkzeugmaschinen besteht in der Kompliziertheit der Ausführung und Alontage der Kühleinheiten.
  • Darüber hinaus fallen bei diesen Werkzeugmaschinen die Richtungen der lemperaturverformungen von Spindelachse und Brücke, an der die Spindelköpfe befestigt sind, zusammen, und die iemperaturverformungen werden addiert, wodurch die Genauigkeit der Ausbohrung des Werkstückes herabgesetzt wird.
  • Zweck der Erfindung besteht in der Beseitigung der genannten iängel.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Anordnung der Einheiten der Ausbohrmaschine für Präzisionsausbohroperationen zu ändern.
  • Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei einer Ausbohrmaschine für Fräzisionsoperationen mit Kompensation von Temperaturverformungen, die ein i\1aschinengestell, eine oder zwei Brücken, deren jede mindestens einen Spindelkopf aufweist und die am Iijaschinengestell befestigt sind, sowie einen sich auf deln Gestell bei der Ausführung der Ausbohroperationen bewegenden Arbeitstisch zur Einspannung der zu bearbeitenden Werkstücke enthält, jeder Spindelkopf erfindungrsgemäß auf der dem Arbeitstisch zugewandten Fläche der Brücke derart angeordnet ist, daß er sich zwischen der Brücke und dem Arbeitstisch befindet.
  • Eine Werkzeugmaschine, bei der die Stützen der Brücke hohl ausgeführt und mit einer Flüssigkeit gefüllt sind, kann Verschiebung der Spindelachse registrierende und je an einem Spindelkopf angebrachte Geber sowie Geber aufweisen, en uie eine Verschiebung'der Brücke infolge der Temperaturverformungen anzeigen und die in den Hohlräumen der Stützen der Brücke liegen, in denen auch Heizelemente untergebracht sind, die auf Signale von den erwähnten Gebern zum Ausgleich der Verschiebung der Spindelachse in erforderlicher Richtung eingeschaltet werden.
  • Zweckmäßigerweise werden als eine Verschiebung der Spindelachse anzeigende Geber Temperaturgeber eingesetzt.
  • Die Erfindung soll nachstehend an Hand einer Beschreibung von Ausführungsbeispielensowie beiliegender Zeichnungen näher erläutert werden, in denen zeigen: Fig. 1 - Gesamtansicht einer Ausbohrmaschine für räzisionsausbohroperationen gemaß er Erfindung; Fig. 2 - Gesamtansicht der Ausbohrmaschine für Präzisionsausbohroperationen mit zwei Spindelköpfen gemäß der Erfindung; Fig. 3 - Gesamtansicht der Ausbohrmaschine für Präzisionsausbohroperationen in doppelseitiger Ausführung gemäß der erfindung, teilweise geschnitten; Fig. 4 - einen Schnitt durch. die Stützen der Brücke derselben Werkzeugmaschine; Fig. 5 - Prinzipschaltbild der Heizelemente gemäß der Erfindung.
  • Die Ausbohrmaschine für Fräzisionsausbohroperationen enthält ein l;aschinengestell I (Fig, 1) eine am lflaschinengestell I befestigte Brücke 2, an der der Spindelkopf 3 nicht auf der oberen Fläche 4, wie es bei den Werkzeugmaschinen bekannter Konstruktion der Fall ist, sondern auf der unteren, dem Arbeitstisch 6 zugewandten Fläche 5 befestigt ist. Bei einer derartigen Anordnung erfolgt in gewissen Grenzen eine automatische Kompensation der Temperaturverforinung en der Werkzeugmaschine, da die Wärmeausdehnungen des Gehäuses von Spindelkopf 3 und der stützen der Brücke 2 entgegengesetzt gerichtete Verschiebungen der Achse der Spindel 7 hervorrufen, wodurch sie voneinander subtrahiert werden, während bei der üblichen Anordnung diese Verschiebungen addiert werden, wodurch die Exaktheit der Arbeit der serkzeugmaschine beeinträchtigt wird.
  • In Fig. 2 ist ein anderes Ausführungsbeispiel der ;erkzeugmaschine gezeigt, die neben dem Spindelkopf 3 einen zaTeiten, auf der unteren Fläche 5 der Brücke 2 liegenden Spindelkopf ö enthält.
  • In Fig. 3 ist die Werkzeugmaschine in einer doppelseitigen Ausführung gezeigt und enthält eine zweite Brücke 9, auf deren unterer Fläche 10 der Spindelkopf 11 befestigt ist Der Effekt einer teilweisen Kompensation von Temperaturverforinun6'en tritt gleichermaßen auch bei diesen möglichen Ausführungen der angemeldeten Werkzeugmaschine ein.
  • In allen Fällen wird die obere Fläche 4 der Brücke 2 tür die l!ontage von Antriebsmotoren 12 freigegeben, deren Brhitzung eine positive. Rolle spielt, weil dadurch eine zusätzliche Wärmeausdehnung in einer Richtung hervorgerufen wird, die den Verschiebungen der Achse der Spindel 7 infolge der Brhitzung der Spindelköpfe 3 bzw, 11 entgegengerichtet ist, wodurch der durch die Erhitzung der Stützen der Brücke 2 (9) dank der Übertragung der durch den arbeitenden Spindelkopf 3(11) entwickelten Wärme erzielte Effekt verstärkt Wird.
  • In einer Reihe von Fällen hat die vorliegende Anordnung zusätzliche Vorteile, z.B., wenn aus Genauigkeitsgründen eine minimale Entfernung von der Achse der Spindel 7 bis zu den Führungsschienen für die Verschiebung von Tisch 6 gewährleistet werden muß uder wenn zur Einspannung des zu bearbeitenden Werkstückes 15, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist, eine der sehr verbreitetenVorrichtungen 13 mit einer oberen Anordnung von Einstellbasen 14 in Frage kommen.
  • Der Vorteil dieser Vorrichtungen besteht in dem zuverlässigen Schutz der Einstellbasen 14 gegen die Späne, was von besonderer Medeutungr für die Au-tomatisierungr der Beladung ist.
  • Bevorzugt wird eine von den Stützen getrennte Herstellung des oberen Teils der Brücke, und zwar zur Erleichterung der Bearbeitung und Fertigbearbeitung der Einstellfläche zur linspannung des Spindelkopfes. Die Stützen können je nach dem üblichen Bearbeitungsverfahren für die Führungsschienen des lXliaschinengestells entweder an das Gestell angegossen oder, wie dies in Fig. 4 gezeigt, getrennt ausgerührt erden, Zur weiteren Genauigkeitserhöhung wird die Kompensation der Tenperaturverschiebungen der Achse der Spindel 7 durch Anwendung einer in Fig. 4 dargestellten Vorrichtung verbessert.
  • Die Stützen 16 der Brücke 2 werden hohl ausgeführt, und diese Hohlräume werden mit einer Flüssigkeit, beispielsweise mit Mineralöl, aufgefüllt.
  • Im Gehäuse des Spindelkopfes 3 wird ein 'l'emperaturgeber 17, beispielsweise ein Widerstandsthermometer, untergebracht, das durch einen beliebigen anderen, die Verschiebung der Spindelachse registrierenden Geber ersetzt werden kann, In den Hohlräumen der Stützen 16 der Brücke 2 sind Geber untergebracht, die eine Verschiebung der Brücke infolge der eperaturverormungen anzeigen, beispielsweise die lemperaturgeber 1sowie die Heizelemente 19.
  • Das Prinzipschaltbild der Geber 17 und 18 sowie der Heizelemente 19 ist in Fig. -5 dargestellt. Die Temperaturgeber 17 und 18 des Spindelkopfes und der Brücke stellen elektrisch zusanuilen mit den Temperaturgebern 20 und 21 des Umgebungsmediums eine Brückenschaltung dar, die über den Umformer 22 und Schalter 23 an das Netz angeschlossen ist. Die Brückenschaltung hat Abgleichwiderstände 24 und 25.
  • In der anderen Diagonale der Brückenschaltung liegt ein zinstellpotentiometer 26, an dessen Eingang ein Relais 27 angeschlossen ist.
  • Die Heizelemente 19 sind über die Kontakte 27, das Relais 27 und den Abgleichwiderstand 28 an die Sekundärwicklung 29 des l'ransformators 30 angeschlossen.
  • Die zusätzliche Erhitzung aer Stützen der Brücke erfolgt wie folgt.
  • An die Speiseschaltung der Heizelement¢ wird über die Kontakte 31 des Anlassers (nicht gezeigt) eine Speisespannung gegeben, die durch den Transformator 30 herabgesetzt wird.
  • Die Brückenschaltung wird vom Netz über einen Wechselstrom-Gleichstrom-Umformer 22 gespeist.
  • Bei der Einrichtung der Werkzeugmaschine wird zur Gewährleistung eines möglichst großen Kompensationagrades der Temperaturverformungen das erforderliche Verhältnis zwischen der Temperatur des Spindelkopfes 3 und der der Stützen der Brücke 2 eingestellt. Die Temperatur des Spindelkopfes soll die der Stützen ca. um das Dreifache übersteigen.
  • Das erforderliche Temperaturverhältnis wird durch die in der Schaltung liegenden Ableichwiderstände 24 und 25 erreicht. Der Kondensator 32 glättet die Spannungspulsationen.
  • bei 'llel;peraturgleichheit von Werkzeugmaschine und Umgebungsmedium ist die Brückenschaltung abgeglichen. Bei der erhitzung des Spindelkopfes 3 während des Betriebes entsteht in der Diagonale der Brückenschaltung eine Ungleichheitsspannung, die an den Eingang des kinstellpotentiometers 26 geliefert wird, das über die Kontakte 27 die elemente 19 in den Stützen 16 der Brücke 2 einschaltet.
  • Bei erreichung der eingestellten Temperaturdifferenz fällt die Ungleichheitsspannung ab, und die Heizelemente 19 werden ausgeschaltet. Die Empfindlichkeit der Schaltung sichert die Aufrechterhaltung des erforderlichen Temperaturverhältnisses von Spindelkopf 3 und Brücke 2 während der gesamten periode der Erhitzung und Arbeit der Werkzeugmaschine.

Claims (3)

P A T E N T A N S P R ü C H E :
1. Ausbohrmaschine für Präzisionsausbohrarbeiten mit Kompensation von Temperaturverformungen, die ein Maschinengestell, eine oder zwei Brücken, deren jede mindestens einen Spindelkopf aufweist und die aiii Maschinengestell betestigt sind, sowie einen sich bei der Ausführung der Ausbohroperationen auf dein Gestell bewegenden Arbeitstisch zur Einspannung der Werkstücke enthält, d a d u r c h g e k e n n z e i c hn c t, daß jeder Spindelkopf (3) auf der dem Arbeitstisch (6) zugewandten Fläche (4) der Brücke (2) derart angeordnet ist, dÜi3 er sich wischen der brücke (2) und dem Arbeitstisch (6) befindet.
2. Ausbohrmaschine nach Anspruch 1, bei der die Stützen der Brücke hohl ausgeführt und mit einer Flüssigkeit gefüllt sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß sie Vergchiebungen der Achse der Spindel (7) registrierende und je an einern Spindelkopf (3) angebrachte Geber (17) sowie Verschlebungen der Brücke (2) infolge der Temperaturverformungen anzeigende Geber 18 aufweist, die in den Hohlräumen der Stützen (ic¼) der Brücke (2) liegen, in denen auch ileizelemente (19) untergebracht sind, die auf Signale von den erwähnten Gebern (1<? und 1d) zum Ausgleich der Verschiebung der Achse der Spindei (7) in gewünschter Rlchtung eingeschaltet werden.
3. Ausbohrmaschine nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß als die Verschiebungen der Spindelachse registrierende Geber Temperaturgeber zum Einsatz kommen.
e
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US5258698A (en) * 1990-08-07 1993-11-02 Pluritec Italia S.P.A. Method and device for controlling the working depth for a numerically controlled machine tool

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Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
E77 Valid patent as to the heymanns-index 1977
EHJ Ceased/non-payment of the annual fee