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Numerisch gesteuerte Drehbank mit Spindelstockschlitten Die Erfindung
betrifft eine numerisch gesteuerte Drehbank mit Spindelstockschlitten, die zum Herstellen
vorbestimmter Werkstückformen verwendet wird.
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Eine bekannte automatische Drehbank mit Spindelstock-Schlitten ist
darin nachteilig, daß die Spindel am Spindelstock durch Lager drehbar gehalten ist,
die weit von dem Spindelkopf entfernt sind, da eich die Spindel durch eine in einem
Werkzeugstock gebildete Öffnung erstrecken soll, wobei eine #Uhrungsbuchse zum drehbaren
Halten eines stangenfarmigen Werkstücks entfernt wird, wenn ein Werkstück mit unrundem
Querscbnitt geschnitten wird. aufgrund der Beeohräflknq des Spindeldurchmessers
innerhalb des Durchmessers der Öffnung kann die Spindel demgemäß nicht mit ausreichender
Festigkeit gehalten werden, so daß ein belastete@ Werkstück nicht geschnitten werden
kann.
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Die bekannte Drehbank kapn auch nicht zum Einspannen eines Werkstücks
mit einem Durchmesser verwendet werden, der größer als der Durchmesser der Öffnung
des Werkzeugstocks ist, da dae Auflager zum Halten der Führungsbuchse mit dem Werkzeugstock
aus einem Stück gebildet ist.
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Ein Zweck der Erfindung besteht darin, eine automatische Drehbank
mit einem numerischen Steuersystem zu schaffen, die den vorstehend erwähnten Nachteil
vermeidet und zum Schneiden verschiedener Werkstuecke verwendet wird.
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Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht darin, eine automatische
Drehbank zu schaffen, die verbessert ist, um ein Werkstück in eine unter verschiedenen
Pormen ausgewählte Form, wie eine Stangenform mit einem geringen Durchmesser und
einer großen länge, in eine Blockform mit einem großen Durchmesser und kurzer Länge
u.dgl., in solcher Weise schneiden zu können, daß Späne in einfacher Weise von dem
Schnitt ort entfernt werden, ohne daß sie den Schneidvorgang behindern.
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Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht darin, eine automatische
Drehbank zu schaffen, die einen Drehkopf support mit einem Schlitten aufweist, der
in einer Richtung parallel zur Achse einer von einem Spindelstook getragenen Spindel
bewegbar ist, wobei die Drehbank gekennzeichnet ist durch eine Vorrichtung zum leichten
Einstellen von fortschreitenden Abstinden der Werkzeuge von der Spindel, um genau
die entsprechenden Erden der Werkzeuge in eine Schneidstellung, die nahe einer Führungsbuchse
zum drehbaren Halten eines Werkstücks festgelegt ist, trotz Werkzeugen mit unterschiedlichen
Längen zu fuhren.
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Ein#weiterer Zweck der Erfindung besteht darin, eine automatische
Drehbank zu schaffen, die einen freien Spindelstock oder Reitstock mit einem Mittelpunkt
aufweist,
der zu einer von einem Hauptspindelstockschlitten getragenen
Spindel ausgerichtet ist, wobei die Drehbank gekennzeichnet ist durch eine Vorrichtung
zum Tragen des Reitstocks synchron mit dem Weg des Hauptepindelstocks, so daß ein
Werkstück in dem von der Drucklast entlasteten Zustand mittels eines Werkzeugs geschnitten
werden kann, das an einem vertikalen, sich bewegenden Support angebracht ist.
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Die Erfindung wird beispielhaft anhand der Zeichnung beschrieben,
in der sind Pig. 1 eine Vorderansicht einer automatisch gesteuerten Drehbank nach
der Erfindung, Fig. 2 eine Seitenansicht der Drehbank der Fig. 1 von rechts, Fig.
3 ein vertikaler Querschnitt eines Spladelkopts, der zu den Teilen der Drehbank
gehört, Fig. 4 ein vertikaler Querschnitt eines Drehkopfsupports, der zu den Teilen
der Drebbank gehört, Fig. 5 eine Vorderansicht einer anderen Ausführungsform einer
automatisch gesteuerten Drehbank, wobei eine Steuereinrichtung zum synchronen Bewegen
des Spindelkopfe und des Drehkopfs dargestellt ist, Fig. 6 eine Vorderaneicht einer
anderen Ausführungsform, die gegenüber der Ausführungsform der Fig. 5 abgeändert
ist, Fig. 7 ein Schaltbild eines Ölsteuerkreises für die Steuervorrichtung der Fig.
6, Fig. 8 eine Vorderansicht einer an der Drebbank angebracbten Befestlgungevorrichtung,
Fig. 9 ein Querschnitt des wesentlichen Teils der Befestigungsvorr ichtung und Fig.
10 und 11 Seitenansichten einer Klemmvorrlchtung in der flefestigungsvorrichtung.
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Fig. 1 zeigt eine automatische Drehbank mit einem numerischen Steuersystem
nach der Erfindung. Die automaische Drehbank enthält ein Bett A mit einer horizontalen
Länge, einen Hauptspindelstock Bp der hin- und herbewegbar an dem Bett A in einer
Weise angeordnet ist9 daß er sich in Längsrichtung des Bettes bewegt9 eine Antriebsspindel
C, die drehbar von dem Spindelstock B getragen wird, eine Führungsbuchse D, die
koaxial zur Achse der Spindel C so angeordnet ist, daß sie drehbar ein Werkstück
W trägt, ein Auflager E zum Halten der Führungsbuchse D, die abnehmbar an dem Bett
A angebracht ist, einen Drehkopfsupport B mit einem Schlitten, der in einer Richtung
senkrecht zur Achse der Spindel C bewegbar ist 9 und einen weiteren Drehkopfsupport
G mit einem Schlitten, der in einer Richtung parallel zur Achse der Spindel C bewegbar
ist.
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Das Maschinenbett A hat im einzelnen eine Führungsschiene I,an welcher
der Spindelstock B gleitbar hin- und herbewegbar mittels eines Impulsmotors 2 und
einer Transportschnecke ist. Der Spindelstock B hat eine Stütze 3, die an dem hinteren
Ende seines Körpers angebracht ist An der Stütze 3 ist ein Motor 4 befestigt, der
die Spindel C über eine Leistungstransmissionsvorrichtung 5, z.B. eine Riemen-Rollen-Anordnung,
antreibt. Der Spindelstock B hat des weiteren ein Lager 6 zum drehbaren Halten der
Spindel.
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Der Drehkopfsupport F enthält einen Portalgehäuseblock 7, der die
Pührungsschiene 1 überbrückt und an dem Bett A angebracht ist, eine vertikale Führung
8, die an der Yorderseite des Gehäuseblocks 7 gebildet ist, einen Schlittenblock
9, der sich vertikal längs der Führung 8 bewegt, und einen Drehkopf 10, der drehbar
an dem Schlittenblock 9 angebracht ist. Der Drehkopf 10 wird
in
einem vorgeschrieben Winkel durch die Schaltsteuerung des numerischen Steuersystems
zum Auswählen eines von mehreren Werkzeugen, die an dem Kopf 10 angebracht sind,
gedreht und der Sohlittenblock 9 wird einstellbar mittels eines Impulsmotors 11
bewegt, der an dem Gehäuse 7 angebracht ist Das Werkstück W mit einer großen Länge
und einem geringen Durchmesser wird an einer Stelle nahe der Vordetseite der Führungsbuchse
D durch ein ausgewähltes, an dem Drehkopf 10 angebrachtes Werkzeug geschnitten,
wenn der Schlittenblock 9 abgesenkt wird, und zwar in dem Fall, bei dem das Werkstück
W durch die Führungsbuchse D gehalten ist. so daß das Werkstück leicht mit hoher
Genauigkeit bearbeitet werden kann, auch wenn es stark belastet ist, und die Späne
können in einfacher Weise von der Schneidetelle entfernt werden, ohne daß eie den
Schneidvorgang behindern.
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Unter der Voraussetzung, daß das Werkstück W einen solchen Durchmesser
hat, daß es nicht durch die Auflagerüffnung zum Einstellen der Führungsbuchse D
gelangen kann, werden die Führungsbuchse D und das Auflager E von dem Bett A entfernt
und das Werkstück wird an dem Spindelkopf nur mittels eines Spannfutters gehalten.
In diesem Falle kann das Werkstück unter Last mit hoher Genauigkeit geschnitten
werden, da die Spindel C drehbar an einer Stelle nahe dem Spindelkopf durch Lager
6 gelagert ist, um eine ausreichende Festigkeit aufrechtzuerhalten.
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Um ein blockförmiges Werkstück mit großem lurohmesser zu schneiden,
ist der Spindelstock B9 wie in Fig. 3 gezeigt ist, mit einem Futter 12 mit großem
Durchmesser, welches das Spannfutter zum Halten eines Werkstücks mit kleinem Durchmesser
zusammen mit der Fuhrungsbuchse D ersetzt, und mit einer Vorrichtung zum Betätigen
des Futters 12 versehen. Das schwere Futter 12 hat einen Körper 12a, der
lösbar
an dem vorderen Endteil der Spindel mittels geeigneter Einrichtungen angebracht
ist, und ein Paar flemmutlicke 12b, die durch eine Antriebswelle 12c betätigt werden.
Die Futterbetätigungsvorrichtung enthält ein sich hin- und herbewegendes Betätigungsorgan
13 mit einem Gehäuse 13a, das fest an dem Spindelstock B angebracht ist, einen Kopfzylinder
14, der drehbar an dem Gehäuse 13a und an dem Spindelstock B mittels Lager 6' gehalten
und an dem hinteren Ende der Spindel angebracht ist, und eine Verbindungsstange
15, die sich horizontal von dem Zylinder 14 durch eine zylindrische Bohrung 16 erstreckt,
die in der Spindel C gebildet ist. Das Betätigungeorgan 13 wird mittels eines (nicht
dargeetellten) Öldrucksteuersystems betätigt, um zu bewirken, daß die Verbindungsatange
15 horizontal bewegt wird.
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Das vordere Ende der Verbindungsstange 15 ist lösbar mit der Antriebswelle
12 mittels eines Gewindes verbunden. Das Werkstück W kann demgemaß#duroh die flemmstücke
12b bei der resultierenden Operation des Betätigungsorgans 13 geklemmt werden.
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Der Drehkopfsupport G enthält einen Gehäuseblock 17, der an dem Bett
A angebracht ist, eine Führungsschiene 18, die an dem Gehäuseblock 17 parallel zur
Achse der Spindel C angeordnet ist, einen Schlittenblock 19, der längs der Führungsechiene
18 bewegbar ist, einen Drehkopf 20, der an dem Schlittenblock 19 drehbar um eine
Achse gehalten ist, die in einer Ebene geneigt ist, die durch die Normale zu der
Achse der Spindel bestimmt ist, ein t1-druckbetätigungsorgan 21, d h. eine Kolben-Zylinder-Anordnung
mit einem Kolben 21a, der an dem Schlittenkopf 19 angebracht ist, und einem Zylinder
21b, der an dem vorderen Ende des Gehäuseblocks 17 befestigt ist, und
eine
Vorrichtung 22 zum Einstellen eines fortschreitenden Abstandes der an dem Drehkopf
20 angebracbten Werkzeuge.
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Die Einstellvorrichtung 22 enthält ein Gewindestück 22a, das an dem
Boden des Schlittens 19 angebracht ist1 eine einstellbare Schraube 22b, die in das
Stück 22a geschraubt ist, eine Schaltwelle 22c, die in Lagern 22d gelagert ist,
die an dem Gehäuse 17 angebracht sind, eine Schaltscheibe 22e, die an dem vorderen
Ende der Welle 22c befestigt ist, und mehrere Anschlagstangen 22f, die an der Scheibe
angebracht sind und selektiv auf das Ende der Schraube 22b zu weisen. Die Schaltwelle
22c ist durch einen Motor 23 über eine Leistungstransmissionsvorrichtung, wie eine
Riemen-Rollen-Anordnung, angetrieben.
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Durch die Schaltsteuerung eines (nicbt dargestellten) numerischen
Steuersystems wird der Motor 23 engetrieben, um die Schaltwelle 22c und dann eine
der Anstblagst<tog n 22f zu drehen, die durch Drehung der Schaltwelle 22c ausgewählt
ist, so daß der fortschreitende Abstand eatsprechend einem der ausgewählten Werkzeuges
die an dem Drehkopf 20 angebracht sind, bestimmt ist. Folglich können die entsprechenden
Enden der Werkzeuge genau in eine Schneidstellung geführt werden, die nahe einer
Führungsbuchse D zum drehbaren Halten des Werkstücks trotz der Werkzeuge mit unterschiedlichen
Längen bestimmt isto Der fortschreitende Abstand kann feinfühlig durch die Gewindesteuerung
der Schraube 22b eingestellt werden.
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Der Drehkopf 20 wird mittels einer Öldrucksteuervorrichtung gedreht,
die ansprechend auf das Schaltsignal betätigt wird, das von dem numerischen Steuersystem
zugeführt wird.
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Um die Radiusannäherung des Werkzeugs an das Werkstück zu erreichen,
kann der Drebkopf 20 vertikal durch geeignete Einrichtungen, z.B. durch einen Impulsmotor
F der durch das
numerische Steuersystem gesteuert wird, eingestellt
werden.
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Der Drehkopf 20 kann als Reitstock ausgenutzt werden, wie dies in
Fig. 5 gezeigt ist. Bei dieser AusfUhrungs form ist an der Stelle zum Anbringen
des Werkzeugs des Drehkopf 20 ein Zentrierteil 24 befestigt 9 der koaxial zur Acbse
der Spindel C durch vertikale Einstellung des Drebkopfes 20 und die Positionsateuerung
des numerischen Steuersystems ausgerichtet ist. Folglich wird das Werkstück drehbar
an beiden Seiten gehalten.
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Um eine synchrone Bewegung des Spindelstocks B und des Schlittenblocks
19 mit dem Werkstück W ohne Last zu erreichen, kann eine synchrone Steuervorrichfungs
wie sie in den Fig. 5ç 6 und 7 dargestellt ist, vorgesehen werden.
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Die synchrone Steuervorrichtung der Fig. 5 enthält eine Kolben-Zylinder-Anordnung
25 mit einem Hohlzylinder 25a9 wobei das Ende des Zylinders mit der Stütze 3 verbunden
ist, und mit einem Kolben 25b, der gleitbar in den Zylinder 25a eingesetzt ist und
schwenkbar mit dem Schlitten 19 verbunden ist, einen Sperrstift 25c mit einem Kolben
25d, der gleitbar in eine Kammer 25e eingesetzt ist, die an der oberen Seite des
Zylinders 25a angebracht ist, und eine Einrichtung zum abwechselnden Zuführen des
Drucköls zu der Kammer 25e, die in zwei Abteile durch den Kolben 25d unterteilt
ist, so daß das Drucköl dem unteren Abteil sugeführt wird, bis das Zentrierteil
24 an das freie Ende des Werkstücks W anschlägt , um das Werkstück W zwischen den
Spitzen der Spindel C und dem Zentrierteil 24 zu halten, und daß die Zuführung des
Drucköls zum oberen Abteil die synchrone Bewegung des Spindelstocks B und des Schlittenblocks
19 verursacht.
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Eine weitere Ausführungsforin der synchronen Steuervorrichtung ist
in den Fig. 6 und 7 dargestellt. Die Vorrichtung enthält zwei Kolben-Zylinder-Anordnungen
26 und 27, wobei die erstere an dem Spindelstock B in der Weise angebracht ist,
daß sie die Sätze 3 und das Gehäuse 7 überbrllckt, und die letstere so an dem Support
F angebracht ist, daß sie den Schlittenkopf 19 und den Gehäuseblock 17 überbrückt.
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Die Kolben-Zylinder-Anordnungen 26 und 27 haben Elektromagnetventile
28 und 29, durch die das Drucköl abwechselnd den Kammern 26a und 27a sowie 26b und
27b zugeführt wird, die Jeweils in den Zylindern 26c und 27c durch die Kolben 26d
und 27d, welche die Zylinder unterteilen, gebildet sind.
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Wenn die Steuerung der Elektromagnetventile 28 und 29 den Auslöseweg
der Zylinder abschneidet, werden die Kolben 26d und 27d der Anordnungen synchron
wegen der Verbindung der Kammern 26a und 27a sowie 26b und 27b bewegt, so daß die
synchrone Bewegung des Spindelstocks B und des Schlittenblocks 19 genau aufrechterhalten
wird. Demgemäß kann das Werkstück W in dem von der Drucklast freien Zustand mittels
eines Werkzeugs geschnitten werden, das an dem sich vertikal bewegenden Werkzeugkopf
10 angebracht ist.
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Die automatisch gesteuerte Drehbank der Erfindung kann mit einer Befestigungsvorrichtung
mit Einrichtungen versehen sein, die ein stangenförmiges Werkstück in einer Richtung
rechtwinklig zur Länge des Werkstücks heraueführen, um das Werkstück einer zweiten
Behandlung zuzuführen, sowie mit Einrichtungen zum Klemmen des Werkstücks in einer
worbestiomten Stellung, s B einer zweiten Schneidvorrichtung, wie in den Fig. 8
bis 11 gezeigt ist Die Befestignngsvorrichtung hat ein Drehbetätigungsorgan 30 mit
einer oich dazu parallel erstreckenden Welle 30a und mit zwei Klemmkopfpaaren 31,
die an der Welle 30a angebracht
sind, und mit zwei flemmteilpaaren
31a mit abgerundeten Nuten 31b zum Aufnehmen des Werkstücke W. Jeder Klemmteil 31a
hat ein Zahnrad 31c, das mit einem Schraubrad 31d kämmt, das an einer Kolbenstange
31e angebracht ist. Die Kolbenstange 31e ist in einer Kolben-Zylinder-Anordnung
enthalten, die durch den Öldruck gesteuert wird und die einen Kolben 31f enthält,
der mit der Stange 31e verbunden ist und gleitbar in einen Uohlzylinder 31g -eingesetzt
ist.
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In Betrieb klemmen die Klemmteile 31a, obwohl sie das Werkstück W
freigeben, während das Werkstück W bei der ersten Behandlung der Hauptuaschine geschnitten
wird, das Werkstück W durch die Wirkung der Kolben-Zylinder-Anordnung ein, sobald
der Schneidvorgang beendet ist.
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Das Betätigugsorgan 30 wird erregt, um die Welle 30a zu drehen und
dann das Werkstück zur nächsten Behandlungeposition iu fuhren.
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In der Behandlunguposition ist die oben erwähnte zweite Schneidvorrichtung
vorgesehen, die Halteeinrichtungen 32 und 33, einen Lageeinuteller 34 zum Einstellen
der Lage des Werkstücks W in Längsrichtung, eine Schaltsoheibe 35, Werkzeughaltewellen
36a, 36b ..., die drehbar gehalten und axial verschiebbar zur Schaltscheibe 35 sind,
ein Betätigungsorgan 37 zum Drücken einer der Wellen 36a, 36b,... auf das freie
Ende des Werkstücks W zu und Einrichtungen 38 zum Entfernen des fertigen Werkstücks
von der zweiten Behandlungsposition enthält.
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Das zu der zweiten Behandlungsposition geführte Werkstück W wird durch
V-förmige Blöcke 32a und 33a der Haltevorrichtungen 32 und 33 gehalten und durch
Schieben des Lageeinstellers 34 in Längsrichtung eingestellt. Die Haltevorrichtung
32 hat einen stationären V-förmigca Block 32b, der da Werkstück W durch Zusammenwirken
mit dem Block 32a klemmt.
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Nachdem das Werkstück fest von den Blöcken gehalte.
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ist, wird das freie Ende des Werkstücks durch ein Werkzeug, das unter
verschiedenen Werkzeugen entsprechend den Werkzeugwellen ausgewählt ist, mit der
sich ergebenden Drehung der Scheibe 35 geachnitten, die durch die Schalt steuerung
einer elektrischen Steuervorrichtung bestimmt ist. Zuletzt wird das Werkstück von
der zweiten Behandlungsposition durch die Abnahmeeinrichtung 38 abgegeben.