DE2239856C3

DE2239856C3 - Werkzeuganordnung an einer Gewindeschneidmaschine

Info

Publication number: DE2239856C3
Application number: DE2239856A
Authority: DE
Inventors: Erwin 7300 Esslingen Nann
Original assignee: CRI-DAN PARIS
Current assignee: CRI-DAN PARIS
Priority date: 1972-08-12
Filing date: 1972-08-12
Publication date: 1979-01-18
Also published as: GB1377450A; US3871252A; FR2327842A1; JPS4985674A; DE2239856A1; DE2239856B2; FR2327842B1; IT994584B

Description

Die Erfindung betrifft eine Werkzeuganordnung an einer Gewindeschneidmaschine, bei der ein Schneidwerkzeug das Gewinde in mehreren, durch die Längsverschiebung eines Längsschlittens unter schrittweiser Zustellung mittels eines Querschlittens bewirkten Durchgängen schneidet, bestehend aus einem auf dem Querschlitten angeordneten ersten Werkzeugträger für das Schneidwerkzeug, wobei auf dem Querschlitten ein Werkzeugträger mit einem Stahlhalter für ein unter etwa 45° gegenüber dem ersten Schneidwerkzeug versetztes zweites Schneidwerkzeug quer zu den Bewegungsrichtungen von Längs- und Querschlitten verschiebbar angeordnet ist.

Eine derartige Werkzeuganordnung ist aus der DE-OS 16 27 388 bekanntgeworden. Bei ihr liegen die beiden Werkzeuge um 60" (nach der Zeichnung) bzw. um 45° (nach der Beschreibung) gegeneinander versetzt Das zweite Werkzeug bewegt sich zwar zusammen mit dem Querschlitten, ist jedoch in seiner relativen Lage zum ersten Werkzeug nur manuell einstellbar. Es dient als Oberdrehwerkzeug zum Runden und Entgraten des Werkstückes und kommt am Ende des Zustellweges mit dem Werkstück in Eingriff. Bei dieser Ausführung sind am Ende der Bearbeitung stets beide Werkzeuge im Eingriff, so daß das zweite Werkzeug nur zum Entgraten usw. geeignet ist Das eigentliche Schneidwerkzeug arbeitet also bis zum

ίο Schluß und muß die gesamte Zerspanungsleistung vollbringen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Werkzeuganordnung an einer Gewindeschneidmaschine der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei der die Standzeit des genau profilierten Schneidwerkzeuges vergrößert und damit der Aufwand für die Herstellung und das Nachschleifen dieses Werkzeuges gering gehalten werden kann.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch

gelöst, daß der zweite Werkzeugträger über ein Getriebe in Abhängigkeit von der Zustellbewegung des Querschlittens verschiebbar ist

Bei der Zustellung des Querschlittens in Richtung auf das Werkstück zu wird also der Werkzeugträger in Querrichtung zu dieser Bewegung und der Längsschlittenbewegung, d.h. bei der üblichen Anordnung von Längs- und Querschlitten in senkrechter Richtung, und zwar nach unten bewegt Gleichzeitig macht der Werkzeugträger aber die Zustellbewegung des Quer- Schlittens mit so daß er sich insgesamt, d. h. relativ zum Werkstück betrachtet unter einem Winkel auf das Werkstück zu bewegt jedoch mit einer höheren Zustellgeschwindigkeit als der des Querschlittens. Die damit zu erreichenden Funktionen und die Vorteile werden in der Beschreibung noch im einzelnen erläutert

Es kann also zuerst ein Vorbearbeitungswei kzeug

arbeiten, das dann von dem Feinbearbeitungswerkzeug »überholt« wird, so daß zum Sciiiuß nur noch das

Feinbearbeitungswerkzeug im Eingriff ist Dadurch wird

die Standzeit des genau profilierten Feinbearbeitungswerkzeuges wesentlich erhöht und die Hauptlast der Zerspanung kann das ungenauer profilierte und robustere Vorbearbeitungswerkzeug übernehmen. Vorzugsweise kann der Verschiebebewegung des zweiten Werkzeugträgers eine zusätzliche Bewegung durch eine Schaltvorrichtung überlagerbar sein. Dieses Merkmal einer bevorzugten Ausführungsform erlaubt es, den Werkzeugträger, wenn er ein Vorschneidwerkzeug trägt aus dem Schnittbereich herauszufahren, so

so daß dann das im Querschlitten angeordnete Fertigschneidwerkzeug zum Eingriff kommen kann. Die Schaltvorrichtung kann vorzugsweise einen Hydraulikzylinder besitzen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist ferner

vorgesehen, daß das Obersetzungsverhältnis des Getriebes 1:1 ist Dabei wird der Werkzeugträger also jeweils um den gleichen Betrag auf den Querschlitten zu verschoben, wie der Querschlitten selbst gegen das Werkzeug vorgeschoben wird Die Bewegung des im

f>o Werkzeugträger unter etwa 45° gegenüber dem Schneidwerkzeug im Querschlitten eingespannten Schneidwerkzeug erfolgt dadurch mit einer Geschwindigkeit, die etwa das l,4fache der Zustellgeschwindigkeit des Querschlittens beträgt

h^r> Das Getriebe kann nach einem Merkmal einer vorteilhaften Ausführungsform aus wenigstens einem Zahnrad bestehen, in das zwei Zahnstangen eingreifen. Dabei kann vorteilhaft die eine Zahnstange mit dem

Werkzeugträger und die andere Zahnstange mit dem Längsschlitten bzw. dem Maschinengestell verbunden sein, und das Zahnrad kann drehbar am Querschlitten gelagert sein. Bei der Vorwärtsbewegung des Querschlittens wälzt sich also das Zahnrad auf der maschinenfesten Zahnstange ab und verschiebt dabei die zum zweiten Werkzeugträger gehörende Zahnstange abwärts. Es handelt sich bei dem bevorzugt aus Zahnrad und Zahnstangen bestehenden Getriebe also um ein besonders einfaches und raumsparendes Getriebe. Es können jedoch auch andere Getriebe verwendet werden, die eine entsprechende Bewegungsübertragung ermöglichet!, beispielsweise Hebel- oder Kurvengetriebe.

Dabei ist es vorteilhaft auch möglich, daß die mit dem Längsschlitten bzw. dem Maschinengestell verbundene Zahnstange von der Schaltvorrichtung längsbewegbar ist Durch diese Längsbewegung kann beim Wechsel zwischen Vor- und Fertigbearbeitung auf einfache Weise das im Werkzeugträger angeordnete Schneidwerkzeug vom Werkzeug abgehoben werden

Es ist zu erkennen, daß die Vorrichtung nach der Erfindung besonders einfach aufgebaut ist und es vorteilhaft ermöglicht, mit einem Vorbearbeitungswerkzeug die grobe Arbeit zu tun und mit dem Fertigbearbeitungswerkzeug nur eine Schlichtbearbeitung auszuführen. Dabei ist es ein besonderer Vorteil, daß die Gewindeschneidmaschine nicht umkonstruiert oder umgebaut werden muß, sondern es u. U. ausreicht, einen entsprechend gebauten Querschlitten auf den an einer bekannten Gewindeschneidmaschine vorhandenen Längsschlitten aufzusetzen. Es können auch zahlreiche Abwandlungen vorgenommen werden. Die · unterschiedlichen Übersetzungsverhältnisse können beispielsweise dadurch erzielt werden, daß anstelle des einen Zahnrades eine gleichachsige Anordnung von zwei Zahnrädern unterschiedlicher Zähnezahlen verwendet wird. Es sollte jedoch bei der Wahl der Übersetzung und des Winkels darauf geachtet werden, daß die Bewegungsrichtung des zweiten Werkzeugträgers bzw. des in ihm eingespannten Schneidwerkzeuges während der gesamten Bearbeitung auf die Werkstückachse zu gerichtet ist, damit stets die günstigste Stellung des Werkzeugs zum Werkstück erhalten bleibt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung eines Teils einer Gewindeschneidmaschine nach der Erfindung, in Richtung der Werkstückachse gesehen, und

F i g. 2 feine Darstellung entsprechend F i g. 1 in einer anderen Arbeitsstellung.

In einer in den Zeichnungen nur teilweise dargestellten Gewindeschneidmaschine ist ein Werkstück 11 drehend antreibbar eingespannt An dem nicht dargestellten Maschinengestell der Gewindeschneidmaschine sind zwei Längsschlittenführungen 12 vorgesehen, auf denen ein Längsschlitten 13 parallel zur Achse 14 des Werkstücks 11 verschiebbar angeordnet ist. Auf dem Längsschlitten 13 ist ein Querschlitten 15 auf nicht dargestellten Führungen in horizontaler Richtung auf das Werkstück zu und von diesem weg verschiebbar. Der Querschlitten trägt in einem ersten Werkzeugträger ein Schneidwerkzeug 16, das derart eingespannt ist daß es von der Seite in Höhe der WerkstUckachse mit dem Werkstück in Sclueideingriff kommt Durch der Einfachheit halber nicht dargestellte Steuermittel ist der Längsschlitten in Längsrichtung hin- und herbewegbar

und der Querschlitten gegen das Werkstück zustellbar. Ferner ist eine Einrichtung vorgesehen, die das Werkzeug 16 nur in einer Bewegungsrichtung des Längsschlittens 12 in Schneideingriff nut dem Werkstück kommen läßt, während die Werkzeugschneiden beim Rücklaufen außer Schneideingriff sind.

Oberhalb des Querschlittens ist ein zweiter Werkzeugträger 17 angeordnet, der einen einen Stahlhalter bildenden Kopf 18 und eine in nicht dargestellten Führungen des Querschlittens 15 geführte Säule 19 besitzt In dem Kopf 18 ist unter 45° gegenüber der Horizontalen geneigt ein Schneidwerkzeug 20 eingespannt, das am Werkstück 11 an einer in Schnittrichtung 45° vor der Schneidposition des Schneidwerkzeuges 16 liegenden Stelle arbeitet

Am zweiten Werkzeugträger 17 ist eine Zahnstange 21 befestigt, die mit einem Zahnrad 22 in Eingriff steht, das auf einer Welle 23 am Querschlitten 15 frei drehbar angebracht ist Das Zahnrad 22 steht wiederum mit einer im wesentlichen horizontal liegenden Zahnstange 24 in Eingriff, die in den Querschlitten hineinragt, jedoch mit diesem verschiebbar verbunden ist Das aus dem Querschlitten 15 herausragende Ende der Zahnstange 24 ist mit der Kolbenstange eines Hydraulikkolbens 25 verbunden, der in einem Hydraulikzylinder 26 läuft, der am Längsschlitten 13 angebracht ist Es sei bemerkt, daß die Anbringung des Hydraulikkolbens vorzugsweise am Längsschlitten erfolgt, da sonst der Hydraulikzylinder auf einer gesonderten Führung die Bewegungen des Längsschlittens mitmachen müßte. Der Hydraulikzylinder wird über auf beiden Seiten des Kolbens 25 am Zylinder angeschlossene Leitungen 27 aus einem Steuergerät 28 mit Hydraulikflüssigkeit versorgt.

Mit der Gewindeschneidmaschine nach der Erfindung sind folgende Arbeitsweisen möglich:

Nach einer ersten Arbeitsweise kann das Schneidwerkzeug 16 im Querschlitten 15 ein Vorbearbeitungswerkzeug sein, während das Schneidwerkezug 20 im Werkzeugträger 17 das Fertigbearbeitungswerkzeug ist. Die Einstellung erfolgt dann so, daß zuerst das Vorschneidwerkzeug arbeitet und das Fertigschneidwerkzeug so weit gegenüber dem Vorschneidwerkzeug zurückgestellt ist, daß das mit größeren Zustellschritten zugestellte Fertigbearbeitungswerkzeug nach einer vorbestimmten Anzahl von Schneiddurchgängen das Vorbearbeitungswerkzeug »einholt« und dann in den restlichen Durchgängen den Fertigschnitt ausführt. Dabei kann in an sich bekannter Weise an der Gewindeschneidmaschine ein degressiver Vorschub eingestellt werden, d. h. die Zustellung des Querschlittens kann gegen das Ende der Bearbeitung mit kleineren Schritten erfolgen. Dies kann vorteilhaft sein, wenn es nicht erwünscht ist, daß der Fertigschnitt mit einer größeren Spanabnahme erfolgt als der Vorschnitt.

Bei der Zustellung des Querschlittens iS, der sich dabei in den Zeichnungen schrittweise nach links bewegt, rollt das Zahnrad 22 auf der Zahnstange 24 ab und dreht sich dabei entgegen dem Uhrzeigersinn. Dadurch wird die Zahnstange 21 abwärts bewegt und nimmt den Werkzeugträger 17 in dieser Richtung mit. Der Werkzeugträger 17 führt also relativ zur Gewindeschneidmaschine oder zum Werkstück eine Bewegung aus, die bei jedem Zustellschritt um eine Zustelleinheit in Richtung auf das Werkstück zu (infolge der Querschlittenzustellung) und um eine Zustelleinheit quer zu dieser Bewegungsrichtung, d.h. beim Ausführungsbeispiel nach unten, gerichtet ist Die resultierende Bewegung ist also unter 45° nach unten links auf das Werkstück 11 zu

gerichtet und beträgt das l,414fache (v/2) der Zustellung des Querschlittens 15.

Bei der beschriebenen Arbeitsweise brauchte die Schaltvorrichtung nicht betätigt zu werden, so daß die Zahnstange 24 auch ohne Zwischenschaltung der hydraulischen Schaltvorrichtung am Längsschlitten angebracht sein könnte.

Die hydraulische Schaltvorrichtung ist jedoch für eine weitere erfindungsgemäß mögliche Arbeitsweise wichtigt: Wenn als Schneidwerkzeug 16 im Querschlitten ein Fertigbearbeitungswerkzeug und im Werkzeugträger 17 ein Vorbearbeitungswerkzeug 20 eingespannt wird, dann erfolgt die Einstellung der Werkzeuge so, daß zuerst das Vorbearbeitungswerkzeug (Schneidwerkzeug 20) arbeilet. Das Fertigschneidwerkzeug, das ursprünglich auch auf den Rohdurchmesser des Werkstücks 11 eingestellt war, bleibt hinter dem Vorbearbeitungswerkzeug im Werkzeugträger 17 zurück, da dieser die größeren Zustellschritte ausführt. Nach Beendigung der Vorbearbeitung, beispielsweise wenn etwa 80% der Zerspanung vorgenommen sind, wird die beim Ausführungsbeispiel aus Hydraulikkolben 25 und Hydraulikzylinder 26 bestehende Schaltvorrichtung 29 betätigt. Dazu wird von der Maschinensteuerung, beispielsweise von der die Bearbeitung steuernden Stcuertrommel, ein Impuls an das Steuergerät 28 gegeben, der bewirkt, daß der Hydraiilikkolbeii 25 in den Zylinder 26 nach links verschoben wird. Die entsprechende Bewegung der Zahnstange 24 bewirkt eine Drehung des Zahnrades 22 im Uhrzeigersinne, so daß die Zahnstange 21 aufwärts bewegt wird und der Werkzeugträger 17 ebenfalls eine aufwärts gerichtete Bewegung macht. Die Schneide des Schneidwerkzeuges

20 (Vorbearbeitungswerkzeug) wird aus dem Schneideingriff mit dem Werkstück 11 nach oben herausgeführt, wie dies in Fig.2 durch Pfeile angedeutet ist. Nach einigen Zustellschritten hat dann das zur Fertigbearbeitung profilierte Schneidwerkzeug 16 seinen während der Vorbearbeitung erlittenen »Rückstand« aufgeholt und führt dann die Fertigbearbeitung aus. Bei dieser Arbeitsweise ist es vorteilhaft, daß von dem robusteren und nicht so kostspieligen Vorbearbeitungswerkzeug der größere Span abgenommen wird als vom Fertigbearbeitungswerkzeug. Ferner ist es vorteilhaft, daß das Fertigbearbeitungswerkzeug im Querschlitten angeordnet ist, wo eine noch genauere und exaktere Führung vorhanden ist als im Werkzeugträger 17.

Es ist zu erkennen, daß das teuere und schwieriger herzustellende und nachzuschleifende Fertigbearbeitungswerkzeug bei beiden vorteilhaften Arbeitswei^ü des Erfindungsgegenstandes erheblich geschont wird. Seine Standzeit kann daher das Vielfache der bisherigen Standzeit betragen, während die Hauptarbeit von einem einfachen Vorbearbeitungswerkzeug geleistet werden kann, dessen Form der genauen Profilform des Gewindes nur angenähert zu sein braucht. Es sei jedoch bemerkt, daß auch die Standzeit des Vorbearbeitungswerkzeuges größer ist als die des Einzelwerkzeuges bei den bekannten Maschinen, so daß die Maschine zwischen zwei Werkzeugwechseln erheblich mehr Werkstücke bearbeiten kann.

Nach Beendigung der Bearbeitung wird durch Zurückziehung der Zahnstange 24 mittels der Schaltvorrichtung 29 der Werkzeugträger 17 wieder in die in Fig. 1 dargestellte Vorbearbeitungsstellung heruntergefahren.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Werkzeuganordnung an einer Gewindeschneidmaschine, bei der ein Schneidwerkzeug das Gewinde in mehreren durch die Längsverschiebung eines Längsschlittens unter schrittweiser Zustellung mittels eines Querschlittens bewirkten Durchgängen schneidet, bestehend aus einem auf dem Querschlitten angeordneten ersten Werkzeugträger für das Schneidwerkzeug, wobei auf dem Querschlitten ein Werkzeugträger mit einem Stahlhalter für ein unter etwa 45° gegenüber dem ersten Schneidwerkzeug versetztes zweites Schneidwerkzeug quer zu den Bewegungsrichtungen von Längs- und Querschlitten verschiebbar angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Werkzeugträger (17) über ein Getriebe (21, 22, 24) in Abhängigkeit von der Zustellbewegung des Querschlittens (15) verschiebbarist

2. Werkzeuganordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschiebebewegung des zweiten Werkzeugträgers (17) eine zusätzliche Bewegung durch eine Schaltvorrichtung (29) überlagerbar ist

3. Gewindeschneidmaschir,» nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltvorrichtung (29) einen Hydraulikzylinder (26) besitzt

4. Gewindeschneidmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Übersetzungsverhältnis des Getriebes 1 :1 ist

5. Gewindeschneidmaschir-; nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe aus wenigstens einem Zahnrad (22) besteht, in das zwei Zahnstangen (21,24) eingreifen.

6. Gewindeschneidmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Zahnstange (21) mit dem Werkzeugträger (17) und die andere Zahnstange (24) mit dem Längsschlitten (13) bzw. dem Maschinengestell verbunden ist und daß das Zahnrad (22) am Querschlitten (15) drehbar gelagert ist

7. Gewindeschneidmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Längsschlitten (13) bzw. dem Maschinengestell verbundene Zahnstange (24) von der Schaltvorrichtung (29) längsbewegbar ist