DE2104534A1

DE2104534A1 - Numerisch gesteuerte Schwerdrehma schine, insbesondere Walzendrehmaschine

Info

Publication number: DE2104534A1
Application number: DE19712104534
Authority: DE
Inventors: Wolfgang 4600 Dortmund Huckarde Goletz Hubert 4619 Bergkamen Gebauer Hans 4690 Herne P B23b 13 10 Kühne
Original assignee: Hoesch Maschinenfabrik Deutschland AG
Current assignee: Hegenscheidt MFD GmbH and Co KG
Priority date: 1971-02-01
Filing date: 1971-02-01
Publication date: 1972-08-10
Also published as: GB1312897A; US3783718A; CH544600A; RO60649A; CS172362B2; IT950608B; AT309949B; BE778417A; PL76615B1; DE2104534B2; FR2125010A5

Description

Hoesch Maschinenfabrik Deutschland Aktiengesellschaft, 4600 Dortmund, Borsigstraße 22

Numerisch gesteuerte Schwerdrehmaschine, insbesondere Walzendrehmaschine

Die Erfindung betrifft eine numerisch gesteuerte Schwerdrehmaschine, insbesondere Walzendrehmaschine, für die Schrupp- und Fertigbearbeitung von schweren Werkstücken mit Spindel- und Reitstock, deren Spindeln hydrostatisch gelagert sind sowie mit einem getrennt aufgestellten Getriebe mit Hauptmotor, bei der die Ermittlung und Kontrolle der Drehmeißel-Iststellung über parallel zu den Werkzeugschlittenführungen angeordnete Meßeinrichtungen erfolgt.

Schwere Werkstücke, wie z. B. große Stahl- und Hartguß walzen, Turbinenläufer und Kurbelwellen für Schiffsdieselmotoren werden auf Schwerdrehmaschinen bearbeitet, welche eine große Spanabnahme gestatten.

Es ist bekannt, daß numerisch gesteuerte Schwerdrehmaschinen, auf denen schwere Werkstücke mit hoher Leistung geschruppt werden, schon nach kurzer Zeit infolge Abnutzung ihre ursprüngliche, für die Fertigbearbeitung erforderliche Genauigkeit verlieren.

Auf Grund dieser Tatsache wird in manchen Bearbeitungswerkstätten das Werkstück zunächst auf einer Schruppdrehmaschine geschruppt und anschließend auf einer Schüchtdrehmaschine fertigbearbeitet. Dieser Weg

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- 2 ί kann jedoch nur beschritten werden, wenn in der Bearbeitungswerkstatt

j mindestens zwei Drehmaschinen bestimmter Größe zur Verfügung stehen.

Bei einer numerisch gesteuerten Schwerdrehmaschine mit an den Werkzeugschlittenführungen angeordneten Meßeinrichtungen zur Ermittlung und Kontrolle der Drehmeißel-Iststellung geht der Verschleiß der Werkzeugschlittenführungen nachteilig in die Werkstückkontur ein. Führt beispielsweise der Drehmeißel in der waagerecht durch die Drehachse verlaufenden Ebene die Längs- und Plan vor Schubbewegung aus, bewirkt der Verschleiß an den senkrechten, in Längsrichtung verlaufenden Werkzeugschlittenführungen unmittelbar eine Vergrößerung des Drehradius. Demgegenüber ist der Verschleiß an den waagerechten Werkzeugschlittenführungen praktisch ohne Bedeutung, da sehr kleine Höhenunterschiede des Drehmeißels den Drehradius kaum verändern. Entsprechendes gilt für schräge Werkzeugschlittenführungen, deren Verschleiß eine ι

senkrechte und eine waagerechte Verlagerung des Drehmeißel^ hervor-

Die erzielbare Genauigkeit am Werkstück hängt nicht zuletzt vom Verschleiß der Spindelstock- und Reitstockspindellagerung ab.

Den erwähnten, die Genaugkeit vermindernden Einflüssen wurde dadurch ;
^! bei einer numerisch gesteuerten Schwerdrehmaachine begegnet, daß

! man den Werkzeugschlitten mit hydrostatischen Längs- und EMan-

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führungen ausgerüstet und die Spindelstock- und Reitstockspindel in hydrostatischen Lagern gelagert hat. Hydrostatische Führungen bzw. Lager arbeiten verschleißfrei.

■ Diese Maßnahmen allein reichen jedoch bei einer numerisch gesteuerten Schwerdrehmaschine nicht aus, da die Maß- und Formgenaugkeit des Werkstückes auch in Verbindung mit den am Spindel- und Reitstock auftretenden Formänderungen beurteilt werden muß.

^: Derartige Formänderungen ergeben sich als Auswirkung der vornehmlich

beim Schruppen auftretenden Wärmeentwicklungen, sobald die Wärme nicht in einem ausreichenden Maße gleichmäßig, ohne einen Wärmestau zu verursachen, abgeleitet wird, so daß das Verlagern der Drehachse die Folge ist. Diese beim Schruppen eines großen Werkstückes auftretenden Formänderungen bilden sich in einem gewissen Sinne beim Schlichten infolge der geringeren Wärmeentwicklung allmählich zurück, zumal beide ^: Arbeitsgänge, das Schruppen und das Schlichten nacheinander auf derselben

Werkzeugdrehmaschine ausgeführt werden, wenn auch zunächst das j Schlichten bei verlagerter Drehachse erfolgt.

Um diese schädlichen Auswirkungen der Wärme nicht unmittelbar auf den

\ Spindelkasten zu übertragen, hat man z. B. bereits vorgeschlagen, das j Hauptgetriebe mit dem Hauptmotor getrennt aufzustellen. Ein derartiger Vorschlag mag wohl ausreichend sein für numerisch gesteuerte Drehma-

schinen kleiner Bauart, jedoch keinesfalls für Schwerdrehmaschinen

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_ 4 der vorstehenden Art.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine numerisch gesteuerte Schwerdrehmaschine so zu gestalten, daß auf ihr schwere Werkstücke mit großer Leistung geschruppt und mit hoher Maß- und Formgenauigkeit geschlichtet, fertigbearbeitet werden können.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Spindelstock, der Reitstock und das Getriebe über eine Torsionskupplung mit der Spindelstockspindel verbunden, symmetrisch zur durch die Drehachse senkrecht gelegten Ebene angeordnet sind. Der Einsatz der Torsionskupplung zwischen Getriebe und Spindelstock vermeidet die Einleitung eines Biegemomentes auf die Spindelstockspindel, das gegegeben ist, wenn als Element für die Übertragung der Drehbewegung von der Getriebeachse zur Spindelstockspindel eine Zahnkette oder ein Riementrieb vorgesehen ist. Mit einem auftretenden Biegemoment ist ebenfalls die Gefahr für eine Verlagerung der Drehachse gegeben.

Einem weiteren Merkmal zufolge ist der Hauptmotor auf dem Getriebe- i

j gehäuse befestigt und die Längsachse des Hauptmotorra verläuft, in senk- ,

rechter Ebene parallel zur Drehachse. j

In Verfolgung des Gedankens, der Wärmeentwicklung und ihrer Abfuhr j

i weitgehende! zu begegnen, sind Spindelstock- und Reitstockgehäuse mit j

gleichen Außenabmessungen ausgeführt.

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Mit einer numerisch gesteuerten Schwerdrehmaschine nach der Erfindung wird vornehmlich der Vorteil erzielt, daß während der gesamten Bearbeitung des Werkstückes eine gleichbleibende Arbeitegenauigkeit gegeben ist. Durch die symmetrische Bauweise des Spindel- und des Reitstockes sowie des Getriebes wird im Hinblick auf die abzuleitende Wärme eine stabile Lage der Drehachse in Bezug auf die Achsen der Werkzeugschlitten erreicht.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen

Fig. 1 eine numerisch gesteuerte Schwerdrehmaschine ohne den mittleren Teil des Maschinenbettes in Ansicht,

Fig. 2 die Schwerdrehmaschine im Grundriß,

Fig. 3 die Schwerdrehmaschine im Schnitt entsprechend der Linie ΠΙ-ΙΙΙ der Fig. 1 und

Fig. 4 die Schwerdrehmaschine im Schnitt entsprechend der Linie rV-IV der Fig. 1.

Eine numerisch gesteuerte Schwerdrehmaschine 10 zeigt ein Maschinenbett 11 mit einem darauf angeordneten Spindelstock 12 sowie einen, auf dem Maschinenbett 11 verfahrbaren Reitstock 13 und einen Werkzeugschlitten 14, ein Getriebe 15, einen Hauptmotor 16 und eine an ein

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Stromnetz 17 angeschlossene Schaltkombination 18. Schraubverbindungen 19 verhindern ein Verschieben und ein Abheben des Spindelstockgehäuses 121 gegenüber dem Maschinenbett 11.

Am Reitstockgehäuse 131 sind hydrostatische Führungen 132 vorgesehen für das Verschieben des Reitstockes 13 auf dem Maschinenbett 11 in

j Arbeitsstellung, um dann mit Spanneinrichtungen 133 auf dem Maschinen-

j bett 11 festgehalten zu werden.

Eine Spindelstoekspindel 122 und eine Reitstockspindel 134 sind in hydrostatischen Lagern 123, 135 geführt, die von Druckölpumpen 124, über Leitungen 125, 137 mit DruckÖl versorgt werden.

Die Reitstockspindel 134, fest mit einer Planscheibe 20 verbunden, trägt wie die Spindelstockspindel 122 eine Körnerspitze 21.

' Eine Torsionskupplung 22 ist das Verbindungsglied zwischen der Spindel-

stoekspindel 122 und einer Getriebewelle 151 des getrennt aufgestellten Getriebes 15.

Der an ein Stromnetz 17 über die Schaltkombination 18 angeschlossene Hauptmotor 16 ist auf dem Getriebegehäuse 152 befestigt, und zwar verläuft die Längsachse des Hauptmotors 16 parallel zur Drehachse a-a in senkrechter Ebene.

Über eine Triebverbindung 23, beispielsweise ein Keilriemen oder Zähnen

kettentrieb zwischen Hauptmotor 16 und Getriebe 15 erfolgt der Antrieb eines Stufenrädertriebs 24, der das eingeleitete Drehmoment über die Getriebewelle 151, die Torsionskupplung 21 an die Spindelstockspindel und eine mit ihr verbundene Planscheibe 20 abgibt und somit ein zwischen den beiden Körner spitzen 21 eingespanntes Werkstück in Drehung versetzt.

Der Reitstock 13, der Spindelstock 12, die Torsionskupplung 22, das Getriebe 15 mit von ihm getragenen Hauptmotor 16 sind symmetrisch zur durch die Drehachse a-a senkrecht gelegten Ebene angeordnet und das Spindelstockgehäuse 121 wie auch das Reitstockgehäuse 131 sind in ihren Abmessungen so gehalten, daß sie die gleichen Außenabmessungen aufweisen.

Der Werkzeugschlitten 14, bestehend aus einem Bettschlitten 141 und einem Planschieber 142 zeigt ebenso wie der Reitstock 13 hydrostatische Längsführungen 1411 und Planführungen 1421. Für die Durchführung der Längsbewegung des Bettschlittens 141 und für das Verfahren des Planschiebers 142 sind Motoren 25, 26 vorgesehen, welche über Leitungen 27.. 28 an die Schaltkombination 18 angeschlossen sind. Zylinderschnecke - Schneckenzahnstange und Gewindespindel - Spindelmutter sind sls hydrostatische Antriebseinheiten - beide nicht dargestellt - für die Weiterleitung der Antriebskräfte von dem Motor 25 zum Bettschlitten 141 und vom Motor 26 zum Planschieber 142 vorgesehen.

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Zur Ermittlung und Kontrolle der Längsposition eines am Werkzeugschlitten 14 eingespannten Drehmeißds 29 dient ein im Bettschlitten 141 angeordneter Meßkopf 30, der über eine parallel zu den Längsführungen 11411 befestigte Meß- bzw. Impulsleiste 31 gleitet.

Für die Ermittlung und Kontrolle der Planposition des Drehmeißels 29 dient ein im Planschieber 142 angeordneter Meßkopf 32, welcher über eine parallel zu den Planführungen 1421 befestigte Meß- bzw. Impulsleiste 33 gleitet.

Die Meßköpfe 30, 32 sind über Leitungen 34, 35 an die Schaltkombination 18 angeschlossen.

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Claims

Hoesch Maschinenfabrik Deutschland Aktiengesellschaft, Dortmund, Borsigstraße 22

1, [Numerisch gesteuerte Schwer drehmaschine, insbesondere Walzendrehmaschine für die Schrupp- und Fertigbearbeitung von schweren Werkstücken mit Spindelstock und Reitstock, deren Spindeln hydrostatisch gelagert sind sowie mit einem getrennt aufgestellten Getriebe mit Hauptmotor, bei der die -> Ermittlung und Kontrolle der Drehmeißel-Iststellung über parallel zu den Werkzeugschlittenführungen angeordnete Meßeinrichtungen erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß der Spindelstock (12), der Reitstock (13) und das Getriebe (15), über eine Torsionskupplung (22) mit der Spin'delstockspindel (122) verbunden, symmetrisch zur durch die Drehachse a-a senkrecht gelegten Ebene angeordnet sind.
2. Schwerdrehmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptmotor (16) auf dem Getriebegehäuse (152) befestigt ist und daß die Längsachse des Hauptmotors in senkrechter Ebene parallel zur Drehachse a-a verläuft.

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3. Schwerdrehnaaschine nach Anspruch Ij dadurch gekennzeichnet, daß das Spindelstockgehäuse (121) und das Reitstockgehäuse (131) gleiche Außenabmessungen aufweisen.

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