DE2052109A1

DE2052109A1 - Kurvenfrasmaschine

Info

Publication number: DE2052109A1
Application number: DE19702052109
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1965-10-22
Filing date: 1970-10-23
Publication date: 1971-04-29
Also published as: FR2065991A6; FR2065478B2; BE757471R; IT953052B; DE2051285A1; IT986773B; DE1288874B; DE2052109C3; CH538319A; BE757470A; DE2052109B2; US3702574A; GB1257846A; FR2065992A6; CH515088A; FR2065478A2; CH463916A; CH526361A; BE688377A; BE757472R

Description

Die Erfindung betrifft eine Kurvenfräsmaschine mit einem eine Werkstückspindel tragenden Frässchlitten, einem eine Linearkurven-Meisterschablone tragenden, in Abhängigkeit von der Drehung der Werkstückspindel verschiebbaren Schablonenschlitten und mit einer Nachlaufsteuerung für den Prässchlitten in Abhängigkeit von der Meisterschablone, wobei zur Verschiebung des Schablonenschlittens in Abhängigkeit von der Drehung der Werkstückspindel auf dieser eine steuerkurve angeordnet ist, mit der ein Taster einer der Verschiebung des Schablonenschlittens dienenden Nachlaufsteuerung zusammenwirkt. Nach Patent 1 288 874.

Die Kursen fräsmaschine nach dem Hauptpatent ermöglicht es, eine Profilkurve mit Hilfe einer Meisterschablone in verlängerter oder verkürzter, vergrößerter oder verkleinerter Form auf ein Werkstück zu übertragen. Dabei erfolgt die jeweilige Abwandlung der Profilkurve mit Hilfe einer Steuerkurve, die vergleichsweise einfach herzustellen ist. Die Meisterschablone, die exakt nach dem Kurvengesetz berechnet und gefertigt sein muß, wird jeweils nur

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einmal benötigt. Die durch den endlichen Radius der Tastrolle der Meisterschablone sowie durch die kinerataischen Zusammenhänge der übertragungseinrichtung bedingten Verzerrungen der Profilkurve im Werkstück lassen sich bei der Herstellung der Meisterschablone in bekannter Weise bereits berücksichtigen, so daß man einen exakten Verlauf der Profilkurve erhält. Die Verwendung der Steuerkurve führt jedoch zu Verzerrungen und Störungen an den Stellen,

Zeitwo das Flankenprofil der Steuerkurve in einen Ruhekreis übergeht.

Diese Verzerrungen lassen sich durch Änderung der Profilform nicht berücksichtigen, wenn man nicht für eine jede einzelne Profilkurve eine gesonderte Meisterschablone verwenden will, womit die Möglich- W keit der universellen Verwendung einer Meisterschablone wieder aufgehoben wäre.

Aufgabe der vorliegenden Zusatzerfindung ist eine derartige Weiterbildung der Kurvenfräsmaschine nach dem Hauptpatent, daß auch Übergangsabschnitte der Profilkurve exakt erhalten werden können.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß das Flankenprofil der Steuerkurve über den theoretischen Ruheradius um einen Abschnitt verlängert ist und daß die Profilkurve der Meisterschablone in Ruheabschnitte endigt.

h Für die Verstellung der Meisterschablone, die die Profilkurve des Werkstücks festlegt, ist die Bahnkurve des Zentrums der Tastrolle der Steuerkurve maßgebend. Durch die genannte Verlängerung des Flankenprofils der Steuerkurve erreicht man, daß das Zentrum der Tastrolle auf der gewünschten Sollbahnkurve bis zu deren Abknicken in den Ruhekreis geführt werden kann. Eine Beeinflussung der Profilkurve durch die weitere Bewegung der Tastrolle vermeidet man dadurch, daß die Meisterschablone in Ruheabschnitte endigt, so daß bei weiterer Verstellung der Meisterschablone keine Verstellbewegung auf den Werkzeugkopf übertragen wird.

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Diese Modifikation ist nur an den Stellen der Steuerkurve erforderlich, wo das Zentrunr der Steuerkurven-Abtastrolle außen um den Übergang "herumwandern" muß. Ein korrekter Übergang ergibt sich aber innen, da dort kein zusätzlicher Weg von diesem Zentrum zu durchlaufen ist. Nur auf der Steuerkurve innen liegende übergänge sind daher geeignet, auf der zu fertigenden Profilkurve übergänge von Ab- und Anstiegsabschnitten ohne dazwischen liegende Rast zu fertigen. Da aber solche übergänge bei den zu fertigenden Profilkurven innen oder außen liegen können, wird zweckmäßig in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, die IMkehrpunkte der Zeit-Steuerkurve entweder dem einen oder dem anderen Ende der Schablone - und damit entweder dem Punkt der zu fertigenden Profilkurve mit dem größten oder dem kleinsten Radius - zuzuordnen. Dies kann entweder dadurch geschehen, daß man die Schablone selbst auf dem Schlitten umkehrt bzw. zwei Schablonen vorsieht, die komplementären Verlauf unter gleichsinniger Berücksichtigung der Abtastverzerrungen besitzen, oder aber dadurch, daß die Verschieberichtung des Schablonenschlittens umkehrbar gemacht wird.

Die Zusatζerfindung wird anhand bevorzugter Ausfuhrungsformen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen erläutert, welche darstellen:

eine schematische Darstellung einer Kurvenfräsraaschine nach der Zusatζerfindung,

eine Darstellung der Zeit-Steuerkurve mit Erläuterung der verschiedenen Bewegungsverhältsnisse,

eine zu fertigende Profilkurve,

eine andere zu fertigende Profilkurve,

eine abgewandelte Ausführungsfrom der Kurvenfräsmaschine nach der Zusfczerfindung, und

Fig. 6 eine Seitenansicht zu Fig. 5.

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Fig.	1
Fig.	2
Fig.	3
Fig.	4
Fig.	5

Die Kurvenfräsmaschine trägt auf einer Spindel #, die direkt oder indirekt mit der Werkstückspindel gekoppelt ist, eine Zeit-Steuerkurve 7, die gegebenenfalls aus mehreren Profilscheiben zusammengesetzt werden kann. Am umfang der Zeit-Steuerkurve 7 läuft eine Tastrolle 8 ab, die an einem Halter 23 getragen ist und damit in radialer Richtung gegenüber der Spindel 4 innerhalb eines Steuerweges W¹ verstellt werden kann. Die Führungen für den Halter 23 sind im einzelnen nicht dargestellt. Die Bewegung des Halters 23 wird auf eine Stellstange 41 übertragen, die mit einer oder zwei Zahnstangen 21 und 32 zusammenwirkt, wobei die Bewegung der Stellstange 41 jeweils durch einen Koppelbolzen 30 oder 3O¹ auf eine der Zahnstangen übertragen wird. Die Zahnstangen 21 und 32 sind in

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Gleitführungen geführt und wirken mit einem Ritzel 22 zusammen, das auf der Welle einer Trommel 18 sitzt. Die Trommel 18 nimmt einen Führungsriemen 19 auf, der über eine ömlenkrolle 17 geführt ist. Der Riemen 19 ist mittels einer Klemmvorrichtung 20 an einem Schablonenschlitten 16 festgespannt. In Fig. 1 sind die jeweiligen Endstellungen der Klemmvorrichtung 20 bzw. 20' angegeben, die um den Stellweg W auseinanderliegen. Der Schablonenschlitten 16 ist auf Führungsstangen 15 verschiebbar und trägt eine Meisterschablone 10, die genau nach einem gewünschten Kurvengesetz gearbeitet ist. Auf der Meisterschablone 10 läuft eine Tastrolle 11 ab, die an einem Tasthebel 35 sitzt. Der Tasthebel 35 ist um einen Anlenkbolzen 36 verschwenkbar. Ein Stelltaster 34 wird durch den Tasthebel 35 verstellt. Der Stelltaster 34 steuert über nicht dargestellte Nachlaufeinrichtungen die Verstellung des Werkzeugkopfes zur Bearbeitung des Werkstücks.

Wie bereits gesagt, sind Korrekturen, die durch die Bewegung der Tastrolle 11 mit einem endlichen Radius sowie durch geometrische Zusammenhänge der Stelleinrichtung bedingt sind, bereits in die Meisterschablone eingearbeitet, so daß der Werkzeugkopf bzw. die Bearbeitungskurve des Werkzeugkopfes genau auf der theoretischen Bahnkurve geführt werden. Die Zeitwerte der Profilkurve

Zeltwerden durch die Steuerkurve 7 vorgegeben. Fig. 2 zeigt in An-

Zeit-

sicht eine Steuerkurve 7 mit einem Ruhekreis sowie einem anfallenden und ansteigenden Flankenprofil. Zwischen dem anfallenden und ansteigenden Abschnitt des Flankenprofils befindet sich ein ümkehrpunkt der Bewegung. Nach Fig. 2 erstrecken sich die Flankenabschnitte jeweils über 60°, der Ruhekreis über 240°. Für die Verstellung des Schablonenschlittens 16 ist die Bahnkurve D, E, F, G, K, L, U, ⁷K, G, F, E, D des Zentrums der Tastrolle 8 maßgebend. Wenn das Flankenprofil jeweils bis zum theoretischen Ruhekreis

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mit dem Ruheradius R. geführt ist, befindet sich die Tastrolle 8 im Endpunkt des ansteigenden Flankenabschnitts in der Lage x-x. mit dem Berührungspunkt J. Der theoretische Endpunkt des Flankenabschnitts ρ wird dann nicht erreicht. Würde man einfach das Flankenprofil steiler führen, so würden im Endbereich Verzerrungen auftreten. Demgegenüber wird nach der Erfindung das Flankenprofil um den Abschnitt J-A derart verlängert, daß das Zentrum der Abtastrolle 8 bis zum Endpunkt D der Sollbahnkurve läuft. Allerdings reicht dann das Flankenprofil bis zu einem effektiven Ruhekreis mit dem Radius R₂ , der um einen Zuwachs s¹ größer als der Sollruhekreis R₁ ist. Diesem Zuwachs s¹ entspricht der Endabschnitt w der Sollbahnkurve des Zentrums der Abtastrolle 8. Der jeweilige Abstand der Abtastrolle vom Zentrum der Spindel 4 bestimmt die Verstellung der Meister- . schablone und damit die Amplitude der Profilkurve im Werkstück. Man muß nunmehr verhindern, daß sich die Vergrößerung, des Ruhekreises um den Zuwachs s¹ auf die Profilkurve des Werkstücks auswirkt. Den Endpunkt D der Flankenabschnitte der Sollbahnkurve der Tastrolle 8 sind jeweils die Endpunkte V bzw. V des Profils der Meisterschablone zugeordnet. An diese Endpunkte V bzw. V der Profilkurve der Meisterschablone schließen sich nach Fig. 1 Ruheabschnitte S der Meisterschablone an, so daß eine radiale Verstellung des Werkzeugkopfes auf diesen Ruheabschnitten nicht erfolgen kann. Die Vergrößerung des Ruhekreises der Zeit-Steuerkurve wirkt sich infolgedessen auf den Werkstückkopf nicht aus.

Es ist festzuhalten, daß der Obergang am Punkt U hingegen ohne Verzerrung erfolgt, wie man leicht bei Betrachtung der Bahn erkennt, die von dem Zentrum der Abtastrolle 8 durchlaufen wird. An dieser Stelle der Zeit-Steuerkurve sind mithin keine besonderen Maßnahmen für die Korrektur erforderlich.

Mit der so ausgebildeten Zeit-Steuerkurve 7 lassen sich also der Spindeldrehung zeitproportionale Verschiebungen der Meisterschablone 10 bewirken, die in den nunmehr absichtlich - im kompensierenden Sinne - verzerrten Abschnitten A-J und J-A der Zeit-Steuerkurve 7 zwar eine zusätzliche Verschiebung des Schlittens 16 bewirken,

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die eigentlich überflüssig s-SÜl=, aber keine schädliche Verstellung des Frässchlittens zu bewirken vermag, da man in den Endabschnitten des Schablonenprofils Ruheabschnitte vorsieht.

Die Fig. 3 und 4 zeigen Profilkurven, die mit der Fräsmaschine gemäß der Erfindung herzustellen sind. Darin ist U¹ jeweils der Punkt, an dem ein ansteigender Abschnitt D'-U¹ unmittelbar in einen absteigenden U¹-D¹ übergeht, ohne daß ein Ruheabschnitt oder eine "Rast" vorgesehen wären. Es ist leicht einzusehen, daß für die entsprechende Steuerung der Meisterschablone nur der Punkt U der Zeit-Steuerkurve gemäß Fig. 2 infrage kommt. Bei vorgegebener Verschieberichtung der Meisterschablone und vorgegebenem Verlauf derselben läßt sich aber nur entweder die Profilkurve nach Fig. 3 oder die nach Fig. 4 fertigen. Um beide Kurven fertigen zu können, muß entweder die Meisterschablone in ihrem Verlauf umgekehrt werden, oder die Verschieberichtung des Meisterschablonenschlittens muß umgekehrt werden. Die erste Möglichkeit ist in Fig. 5 dargestellt, bei der auf dem Schlitten 16 zwei Meisterschablonen 10, 40 angeordnet sind, die wahlweise abgetastet werden; bei weniger strengen Anforderungen an die Verzerrung der Profilkurve kann man auch mit einer einzigen Schablone auskommen, die umgekehrt wird. Fig. 6 zeigt, wie die beiden Meisterschablonen 10, 40 auf dem Schlitten 16 angeordnet sind; die Tastrolle 11 wirkt hier mit der Schablone 10 zusammen. Im oberen Teil der Fig. 6 ist angedeutet, daß man die Zeit-Steuerkurve 7 aus zwei spiegelbildlichen, auf der gemeinsamen Achse 4 hintereinander angeordneten Teilsteuerkurven zusammensetzen kann. Fig. 1 zeigt die zweite Möglichkeit: Hier sind zwei Zahnstangen 21 und 32 vorgesehen, von denen aber immer nur eine mittels des zugeordneten Koppelbolzens 30 bzw. 30* an die Stellstange 41 angekoppelt wird. Je nachdem, welche Zahnstange eingesetzt wird, ist dem Punkt U der Zeit-Steuerkurve entweder der Punkt V oder der Punkt V¹ der Schablone zugeordnet, liegt also der Punkt U¹ der Profilkurve innen (Fig. 3) oder außen (Fig. 4).

(Patentansprüche)

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Claims

Patentansprüche

I)J Kurvenfräsmaschine mit einem eine Werkstückspindel tragenden rrässchlitten, einem eine Linearkurven-Meisterschablone tragenden, in Abhängigkeit von der Drehung der Werkstückspindel verschiebbaren Schablonenschlitten und mit einer Nachlaufsteuerung für den Frässchlitten in Abhängigkeit von der Meisterschablone, wobei zur Verschiebung des Schablonenschlittens in Abhängigkeit von der Drehung der Werkstückspindel auf dieser eine Steuerkurve angeordnet ist, mit der ein Taster einer der Verschiebung des Schablonenschlittens dienenden Nachlaufsteuerung zusammenwirkt, nach Patent 1 288 874, dadurch gekennzeichnet, daß das Flankenprofil der Zeit-Steuerkurve (7) über den theoretischen Ruheradius (R.) um einen Abschnitt (J-A) verlängert ist und daß die Profilkurve der Meisterschablone (10) in Ruheabschnitte (S) endigt.
2) Kurvenfräsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Endpunkt A des Flankenprofils auf der Normalen (y-y) im Endpunkt (D) der Sollbahnkurve des Zentrums der Tastrolle (8) liegt.
3) Kurvenfräsmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Endpunkt (D) der Sollbahnkurve des Zentrums der Tastrolle (8) dem Profilendpunkt (V, V) der Meisterschablone (10) entspricht,
4) Kurvenfräsmaschine nach Anspruch 3, dadurch !kennzeichnet, daß sich die Ruheabschnitte (S) der Meisterschablone (10) jeweils an die Profilendpunkte (V, V') anschließen.
5) Kurvenfräsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich an die Endpunkte A dem Flankenprofils der Zeit-Steuerkurve (7) ein effoH^fver Ruhekreie mit einem Radius (R-J «nedhließt.

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6) Kurvenfräsmaschine nach einem der Ansprache 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung für die Umkehr der Bewegungsübertragung durch die Meisterschablone vorgesehen ist.
7) Kurvenfräsmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß mit einem Ritzel (22) zum Antrieb des Schablonenschlittens (16) auf einander gegenüberliegenden Seiten zwei Zahnstangen (21, 32) im Eingriff stehen, deren eine entsprechend der gewünschten Übertragungsrichtung mit einer Stellstange (41) gekoppelt ist.
8) Kurvenfräsmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Meisterschablone (10) auf dem Schablonenschlitten (16) umkehrbar eingesetzt werden kann.
9) Kurvenfräsmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schablonenschlitten (16) zwei gegeneinander umgekehrte Meisterschablonen (10, 40) trägt.

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Jo

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