DE2212664C3

DE2212664C3 - Device for turning spherical ring surfaces

Info

Publication number: DE2212664C3
Application number: DE19722212664
Authority: DE
Inventors: Alexandr Pawlowitsch; Romanow Rudolf Alexeje witsch; Leningrad Iwanow (Sowjetunion)
Original assignee: Leningradskij Metallitscheskij Sawod Imeni Xxii Sjesda Kpss, Leningrad (Sowjetunion)
Filing date: 1972-03-16
Publication date: 1976-04-15

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Drehbearbeitung von sphärischen Ringflächen, bei der das ringförmige Werkstück auf der horizontalen drehangetriebenen Planscheibe einer Karusseldrehmaschine aufgespannt ist, und ein Werkzeugträgerarm mit an seinem äußeren Ende angeordneten Werkzeugen um ein in der Drehachse der Planscheibe angeordnetes, allseitig bewegliches Gelenk schwenkbar ist, der an seinem äußeren Ende mit dem senkrecht auf- und abbeweglichen Stößel der Karusseldrehmaschine verbunden ist. Eine solche Einrichtung ist aus der Informationsschrift »Technisches Blatt« Nr. 6, Serie Nr. 2, Leningrad 1966, bekannt.The present invention relates to a device for turning spherical ring surfaces, in which the ring-shaped workpiece is placed on the horizontal, rotationally driven faceplate of a vertical lathe is clamped, and a tool carrier arm with arranged at its outer end Tools can be pivoted about a joint that is arranged in the axis of rotation of the faceplate and is movable in all directions is, at its outer end with the vertical up and down movable ram of the vertical lathe connected is. Such a device is from the information brochure »Technical Sheet« No. 6, Series No. 2, Leningrad 1966, known.

Bei dieser bekanntefr-Ausbildung ist das allseitig bewegliche Gelenk des Werkzeugträgerarms in Gestalt einer Büchse ausgeführt, die drehbar auf einem von der Planscheibe aufragenden Zapfen sitzt, wobei das innere gabelförmige Ende des Werkzeugträgerarms mittels horizontaler Zapfen an der Büchse angelenkt ist. Das Schneidwerkzeug ist ein starr am äußeren Ende des Werkzeugträgerarms eingespannter Meißel.In this well-knownFr training, it is movable in all directions Joint of the tool carrier arm executed in the form of a sleeve, which can be rotated on one of the Faceplate protruding pin sits, the inner fork-shaped end of the tool carrier arm by means of horizontal pin is hinged to the sleeve. The cutting tool is a rigid one at the outer end of the Chisel clamped in the tool carrier arm.

Nachteilig ist bei dieser bekannten Ausbildung, daß eine hochpräzise Werkstückbearbeitung nicht möglich ist, weil ein Spiel in der allseitigen Gelenkverbindung dazu führen wird, daß während eines Bearbeitungsdurchgangs das Zentrum der sphärischen Drehbearbeitung zwischen den beiden durch das Spiel ermöglichten Stellungen der Büchse schwimmt. Hinzu kommt der Verschleiß des Meißels, der insbesondere bei der Bearbeitung von großen Werkstücken, bei denen in einem <>o Bearbeitungsdurchgang eine erhebliche Zerspanungsleistung erforderlich wird, so groß werden kann, daß ebenfalls die Präzision der Bearbeitung in Frage gestellt ist.The disadvantage of this known design is that high-precision machining of the workpiece is not possible is because play in the all-round articulation will result in one machining pass the center of spherical turning between the two made possible by the game Positions of the rifle floats. Added to this is the wear and tear on the chisel, which occurs particularly during machining of large workpieces, where in a <> o Machining pass a considerable cutting capacity is required, so large that the precision of the machining is also called into question.

Ähnliches gilt für eine weitere bekannte Einrichtung ^ft5 zum Drehen sphärischer Flächen gemäß der deutschen Offenlegungsschrift 20 44 429, bei der ebenfalls durch Spiel in der Lagerung des Werkzeugträgerarms undThe same applies to another known device ^ft 5 for rotating spherical surfaces according to the German laid-open specification 20 44 429, in which also by play in the mounting of the tool carrier arm and

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durch Verschleiß des Werkzeugmeißels die Bearbeitungsgenauigkeit in Frage gestellt ist Bei der schließlich noch aus der DL-Patenlschrift 10 169 bekannten Einrichtung zum Drehen von konkaven Kugelflächen liegen die Verhältnisse ebenfalls ähnlich.The machining accuracy is called into question by wear of the tool chisel still known from the DL patent specification 10 169 Device for turning concave spherical surfaces, the conditions are also similar.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Einrichtung zur Drehbearbeitung von sphärischen Ringflächen zu schaffen, mit der die Bearbeitungsgenauigkeit wesentlich erhöht werden kann.The object of the present invention is to provide a device for turning spherical ring surfaces to create, with which the machining accuracy can be increased significantly.

Ausgehend von einer Ausbildung der eingangs beschriebenen Art wird zur Lösung dieser Aufgabe erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß das Gelenk ein an sich bekanntes, spielfreies Kugelgelenk ist und daß das Schneidwerkzeug als drehbarer Pilzmeißel mit kreisförmiger Schneide ausgebildet ist, dessen Drehachse zur Schnittrichtung geneigt ist.Based on an embodiment of the type described at the outset, this object is achieved according to the invention suggested that the joint is a known, play-free ball joint and that the Cutting tool is designed as a rotatable mushroom chisel with a circular cutting edge, the axis of rotation of which is inclined to the cutting direction.

Durch die Verwendung eines spiegelfreien Kugelgelenks werden alle Bearbeitungsungenauigkeiten beseitigt, die durch das Schwimmen des Drehzentrums auftreten könnten und die Ausbildung des Werkzeugs als zur Schnittrichtung geneigter drehbarer Pilzmeißel führt zu einer selbsttätigen Drehung desselben während der Bearbeitung, so daß der Verschleiß wesentlich verringert wird.The use of a mirror-free ball joint eliminates all machining inaccuracies that could occur due to the floating of the turning center and the design of the tool as a rotatable mushroom chisel inclined to the cutting direction leads to automatic rotation of the same during machining, so that wear is significantly reduced.

Die Verwendung von solchen umlaufenden Pilzmeißeln, deren Drehung durch eine Schrägstellung zur Schnittrichtung bewirkt wird, ist an sich beim Plandrehen bekannt, z. B. aus der VDI-Zeitschrift vom 1. Juli 1962, S. 867 bis 870. Um Probleme der Bearbeitungsgenauigkeit beim Drehen sphärischer Flächen geht es jedoch hier nicht; im übrigen steht hier im Vordergrund die Niedrighaltung der Temperatur des Werkzeugs.The use of such revolving mushroom chisels, the rotation of which is due to an inclined position Cutting direction is effected is known per se when facing, z. B. from the VDI magazine from July 1st 1962, pp. 867 to 870. To problems of machining accuracy when turning spherical surfaces, however, it does not work here; otherwise is in the foreground here keeping the temperature of the tool low.

Eine besonders zweckmäßige Ausbildung des vorliegenden Vorschlags ist es, wenn mit dem drehbaren Pilzmeißel eine Seiltrommel fest verbunden ist, auf der das eine Ende eines Seiles befestigt ist, das über eine am Werkzeugträgerarm angeordnete Rolle läuft und mit seinem anderen Ende an einer ortsfesten Klemme befestigt ist.A particularly useful embodiment of the present proposal is when with the rotatable Mushroom chisel a rope drum is firmly connected to which one end of a rope is attached, which has a The roller arranged on the tool carrier arm runs and at its other end on a stationary clamp is attached.

Bei dieser Ausgestaltung ist der Pilzmeißel am freien Drehen gehindert und kann während der gesamten Bearbeitung eines Werkstücks nur eine einzige Umdrehung ausführen. Dies verhindert auch noch eventuelle Verschleißerscheinungen in der Drehiagerung des Pilzmeißels. In this embodiment, the mushroom chisel is prevented from rotating freely and can be used during the entire machining process perform only one rotation of a workpiece. This also prevents possible Signs of wear in the rotary bearing of the mushroom chisel.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung einer Einrichtung zur Drehbearbeitung von sphärischen Flächen wird eine hochpräzise Bearbeitung auch großer Werkstücke möglich, wobei die Bearbeitungsgenauigkeit so ist, daß die Abweichung von der richtigen geometrischen Form 0,01 mm nicht übersteigt. Als Beispiel kann die Herstellung einer Lagerung der Horizontalachse eines großen Azimutalteleskops in Großwälzlagern mit einem Durchmesser von 2200 mm genannt werden.The inventive design of a device for turning spherical surfaces High-precision machining of large workpieces is also possible, with the machining accuracy so is that the deviation from the correct geometric shape does not exceed 0.01 mm. As an example, can the production of a storage of the horizontal axis of a large azimuthal telescope in large roller bearings with a diameter of 2200 mm.

Die Erfindung wird nachfolgend durch die Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an Hand der Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigtThe invention is explained below through the description of an exemplary embodiment with reference to the drawings further explained. It shows

F i g. 1 eine erfindungsgemäße Einrichtung zur Drehbearbeitung von sphärischen Flächen,F i g. 1 a device according to the invention for turning spherical surfaces,

F i g. 2 den Schnitt nach Linie 11-11 des in F i g. 1 dargestellten Werkzeugträgerarms,F i g. 2 the section along line 11-11 of the in F i g. 1 shown Tool carrier arm,

F i g. 3 Ansicht in Richtung des Pfeils /V aus F i g. 1,F i g. 3 View in the direction of the arrow / V from FIG. 1,

F i g. 4 eine erfindungsgemäße Einrichtung zum Drehen einer äußeren Kugelfläche.F i g. 4 a device according to the invention for rotating an outer spherical surface.

Die Einrichtung 1 zum Drehen von inneren sphärischen Ringflächen gemäß F i g. 1 bis 3 enthält eine Planscheibe 2 mit deren Drehantrieb 3. Der Antrieb 3 kann beliebiger geeigneter Art sein und soll die für dieThe device 1 for rotating inner spherical ring surfaces according to FIG. 1 to 3 contains one Faceplate 2 with its rotary drive 3. The drive 3 can be of any suitable type and is intended for the

vorgesehene Dreharbeit erforderliche Geschwindigkeit der Planscheibe gewährleisten.Ensure the intended turning work required speed of the faceplate.

Auf der Planscheibe 2 ist koaxial mit ihr ein StänderA stand is coaxial with it on the face plate 2

4 angeordnet, an welchem mittels ein;s Kugelgelenkes4 arranged, on which by means of a; s ball joint

5 ein Werkzeugträgerarm 6 angedenkt ist.5 a tool carrier arm 6 is indicated.

Das Kugelgelenk 5 besteht aus einer Kugel 7 mit einem in der Zeichnung nicht dargestellten und in den Ständer 4 eingebetteten Schaft sowie einer die Kugel 7 umschließenden und mit dem Werkzeugträgerarm fest verbunuenen Fassung 8. Die Abweichung von der geometrischen Form der Kugel 7 beträgt nicht mehr als 3 μίτι.The ball joint 5 consists of a ball 7 with a not shown in the drawing and in the Stand 4 embedded shaft and a ball 7 enclosing and fixed to the tool carrier arm verbunuenen version 8. The deviation from the geometric The shape of the ball 7 is not more than 3 μίτι.

Die Fassung 8 stellt ein lösbares Kugelzapfenlager mit nach der Kugel 7 eingeschabtem Weißmetallausguß dar. Die Fassung 8 des Kugelgelenkes kann aber auch mit drei gerundeten Diamantvorsprüngen versehen werden, die die Kugel 7 an drei gleichmäßig verteilten Stellen des Umfangs umfassen.The socket 8 represents a detachable ball pivot bearing with after the ball 7 scraped white metal spout. The socket 8 of the ball joint can can also be provided with three rounded diamond projections, which evenly distributed the ball 7 to three Include places of scope.

Der Werkzeugträgerarm 6, dessen eines Ende mittels des Kugelgelenks 7 am Ständer 4 befestigt ist, trägt an seinem anderen Ende einen Meißelhalter 9 und ist mit einem Vorschubmechanismus 10 kinematisch verbunden. Diese Verbindung erfolgt über Bronzegleitsteine 11, die auf einen im Werkzeugträgerarm 6 zwischen den Enden desselben eingepreßten Stift 12 aufgesetzt sind. Die Gleitsteine 11 befinden sich in Nuten 13 eines Halters 15 in den Nuten 13 sind außerdem Federn 14 untergebracht.The tool carrier arm 6, one end of which is attached to the stand 4 by means of the ball joint 7, carries on its other end has a chisel holder 9 and is kinematically connected to a feed mechanism 10. This connection is made via bronze sliding blocks 11, which on a tool carrier arm 6 between the ends of the same pressed-in pin 12 are placed. The sliding blocks 11 are located in grooves 13 of a Holder 15 in the grooves 13 are also springs 14 housed.

Der Werkzeugträgerarm 6 stellt somit einen einarmigen Hebel mit einem Armabschnitt zwischen dem Ständer 4 und dem Halter 15 und einem zweiten Armabschnitt zwischen dem Ständer 4 und dem Meißelhalter 9 dar.The tool carrier arm 6 thus represents a one-armed lever with an arm section between the Upright 4 and the holder 15 and a second arm portion between the upright 4 and the bit holder 9 represents.

Zum Vorschubmechanismus 10 gehören ein Vorschubantrieb 16, eine Zugstange 17 und der Halter 15. Er kann dabei von beliebiger bekannter Konstruktion sein und soll den Vorschub des Werkzeugträgerarms 6 mit der für die vorgesehene Arbeitsweise erforderlichen Geschwindigkeiten gewährleisten.The feed mechanism 10 includes a feed drive 16, a pull rod 17 and the holder 15. It can be of any known construction and is intended to accelerate the advance of the tool carrier arm 6 at the speeds required for the intended mode of operation.

Der Meißelhalter 9 ist mit einer Aussparung 18 für einen Pilzmeißel 19 versehen, welcher, wie insbesondere aus F i g. 2 und 3 ersichtlich, so gegenüber der Schnittrichtung (der Richtung 'ier sich vor ihm voi beibewegenden Fläche des Werkstücks) geneigt ist, dzß die beim Spanabheben auftretenden Reaktionskräfte ihn zu drehen suchen. Eine solche selbsttätige Drehung führt zu einer gleichmäßig geringen Abnutzung der Schneidkante des Pilzmeißels auf dem gesamten Umfang. The chisel holder 9 is provided with a recess 18 for a mushroom chisel 19, which, as in particular from FIG. 2 and 3, it is inclined in relation to the cutting direction (the direction in front of it of the surface of the workpiece moving in front of it), so that the reaction forces occurring during the chip removal attempt to turn it. Such an automatic rotation leads to a uniformly low wear of the cutting edge of the mushroom chisel over the entire circumference.

Im dargestellten Beispiel ist jedoch die freie Drehung des Pilzmeißels dadurch verhindert, daß dieser auf einem Ende einer Welle 20 aufgesetzt ist, deren anderes Ende eine Trommel 21 trägt.In the example shown, however, the free rotation of the mushroom chisel is prevented by this one end of a shaft 20 is placed, the other end of which carries a drum 21.

An der Trommel 21 ist ein Seil 22 befestigt, welches längs des Werkzeugträgerarms 6 bis zu einer an demselben angebrachten Rolle 23 und weiter zu einer feststehenden Klemme 24 verläuft.A rope 22 is attached to the drum 21, which along the tool carrier arm 6 up to a roller 23 attached to the same and further to a stationary one Terminal 24 runs.

Diese Kinematik bewirkt eine ständige Zugspannung im Seil 22 während des Drehens, weil der Pilzmeißel 19 es auf die Trommel 21 aufzuwickeln sucht, wobei jedoch die Konstruktion so getroffen ist, daß bei einer vollen Schwenkung des Werkzeugträgerarms 6 aus der unteren in die obere Bearbeitungsendstellung (25, 26) bzw. umgekehrt gerade eine Umdrehung des Pilzmeißels ermöglicht ist. Die Länge der Nieißelschneide wird so gewählt, daß jeder Abschnitt derselben nur eine solche Zerspanungsleistung erbringen muß, daß kein irgend bemerkbarer Verschleiß dieses Abschnittes der Meißelschneide auftritt.These kinematics cause constant tensile stress in the rope 22 during rotation because the mushroom chisel 19 seeks to wind it on the drum 21, but the construction is such that in one full pivoting of the tool carrier arm 6 from the lower to the upper machining end position (25, 26) or, conversely, just one rotation of the mushroom chisel is made possible. The length of the knife edge will be chosen so that each section of the same only has to provide such a cutting performance that no any noticeable wear of this section of the chisel edge occurs.

Die Kugelfläche 1 wird folgenderweise bearbeitet: Gleichzeitig mit dem Umlauf der Planscheibe wird der Werkzeugträgerarm 6 mittels des Vorschubmechanismus 10 nach oben vorgeschoben. Der Piizmeißel läuft dabei unter Bearbeitung der gesamten Kugelfläche vom Punkt 25 bis zum Punkt 26. Dabei dreht sich der Pilzmeißel 19 während eines solchen Bearbeitungsdurchgangs auf Grund der beschriebenen Seilkinematik nur einmal.The spherical surface 1 is processed as follows: Simultaneously with the rotation of the face plate, the Tool carrier arm 6 advanced upward by means of the advance mechanism 10. The Piiz chisel is running while processing the entire spherical surface from point 25 to point 26. The rotates Mushroom chisel 19 during such a machining pass due to the rope kinematics described once only.

In F i g. 4 ist eine weitere Ausführungsform der vorgeschlagenen Einrichtung dargestellt, die zum Drehen von äußeren Kugelflächen bestimmt ist. Der Werkzeugträgerarm 27 ist hier L-förmig ausgebildet, die Arbeitsweise der Einrichtung unterscheidet sich jedoch nicht von der bereits beschriebenen.In Fig. 4 is another embodiment of the proposed one Device shown, which is intended for rotating outer spherical surfaces. The tool carrier arm 27 is L-shaped here, but the operation of the device differs not from the one already described.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Claims: 22

1. Device for turning spherical ring surfaces in which the ring-shaped workpiece Clamped on the horizontal rotating faceplate of a vertical lathe is, and a tool carrier arm with tools arranged at its outer end around an in the axis of rotation of the faceplate arranged, mutually movable joint is pivotable, which at his outer end connected to the vertical up and down movable ram of the vertical lathe is, characterized in that the joint is a known, play-free ball joint and that the cutting tool is designed as a rotatable mushroom chisel (19) with a circular cutting edge whose axis of rotation is inclined to the cutting direction.

2. Device according to claim 1, characterized in that that with the rotatable mushroom chisel (19) a cable drum (21) is firmly connected on which the one end of a rope (22) is attached, which is arranged on a roller on the tool carrier arm (6) (23) runs and is attached at its other end to a stationary clamp (24).