DE2528677B2 - Fräsmaschine - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Fräsmaschine mit einem feststehenden, mit einer kreiszylindrischen
Ausnehmung versehenen Gestell, an dem im oberen Bereich ein Werkzeugspindelkopf mittels Kreuzschilittensystem
in zwei zueinander und zur Achse der kreiszylindrischen Ausnehmung rechtwinklig verlaufenden
Richtungen verschiebbar angeordnet ist, und mit einer in der kreiszylindrischen Ausnehmung angeordneten
Konsole für einen Werkstückaufspanntisch, der mit seiner Längserstreckung parallel zur Achse der
kreiszylindrischen Ausnehmung verläuft und entlang dieser auf der Konsole verschiebbar ist, sowie mit einer
relativen Schwenkbarkeit zwischen dem Werkzeugspindelkopf
und dem Werkstückaufspanntisch um die oberhalb des Werkstückaufspanntisches verlaufende
Achse der kreiszylindrischen Ausnehmung.
Bei einer bekannten Fräsmaschine dieser Art (DE-F1S
90 527) ist das den Werkzeugspindelkopf tragende Kreuzschlittensystem um die Achse der kreiszylindrischen
Ausnehmung an am Gestell vorgesehenen, kreisringförmig verlaufenden Führungen verschwenlkbar
und die Konsole des Werkstückaufspanntisches ist fest mit dem Gestell verbunden. Durch diese Anordnung
der die Einstell- und Bearbeitungsbewegungen ausführenden Maschinenteile ergeben sich in jeder Schwenlkstellung
des Werkzeugspindelkopf-Kreuzschlittensystems erheblich unterschiedliche Kraft- und Momentenverhältnisse
in Bezug auf die kreisförmigen Führungen des Gestells und damit auch auf dieses selbst. Dies führt
tiO zu jeweils unterschiedlich gerichteten, wechselnden
Beanspruchungen und damit zu unterschiedlichen Lage- und Formveränderungen des Gestells mit den Führungen.
Die Genauigkeit der Einstell- und Vorschubbewegungen des Werkzeugspindelkopfes leidet dadurch
erheblich.
Weiterhin ergeben sich bei dieser Fräsmaschine entscheidende Schwierigkeiten bei der Bedienung,
insbesondere bei manueller Betätigung der Einstellorgane, weil sich die räumliche Lage des Kreuzschlittensystems
mit dem Werkzeugspindelkopf bei jeder Schwenkbewegung derselben verändert
Die Erfindung hat die Beseitigung dieser Mangel zum Ziel und schlägt als Lösung vor, daß die Konsole mit
dem Werkstückaufspanntisch bezüglich des Werkzeugspindelkopfes um die Achse der kreiszylindrischen
Ausnehmung schwenkbar ist
Erfindungsgemäß bleibt also das Kreuzschlittensystem mit dem Werkzeugspindelkopf bezüglich des
Gestells im wesentlichen ortsfest und der Werkstückaufspanntisch mit dem Werkstück führt die Schwenkbewegungen
um die Achse der kreiszylindrischen Ausnehmung aus, wobei in vorteilhafter Weise der Gesamtschwerpunkt
von Werkstückaufspanntisch und Werkstück nur geringe Verlagerungen erfährt, im Gegensatz
zum Stand der Technik, wo die dem Kreuzschlittensystem mit dem Werkzeugspindelkopf zugeordnete
Verschwenkbarkeit bezüglich des Gestells zu den vorstehend genannten Mängeln und Nachteilen geführt
hat
Darüber hinaus zeichnet sich die Maschine nach der Erfindung noch durch eine Reihe weiterer Vorteile aus.
Während die bekannte Maschine wegen der Verstellung des Spindelkopfsystems an den kreisbogenförmigen
Führungen mit den dadurch bedingten auskragenden bzw. je nach Position seitlich abstehenden Teilen
besondere Schutz- oder Unfallverhütungsmaßnahmen erfordert und zusätzlichen, freizuhaltenden Raum
benötigt ist dies bei der erfindungsgemäßen Maschine nicht der Fall. Bei dieser besteht außerdem weitgehende
Freiheit in der Ausbildung des Gestells und der einzelnen Elemente, sowohl im Hinblick auf eine hohe
Starrheit und Schwingungsunempfindlichkeit als auch hinsichtlich weiterer Gesichtspunkte, z. B. bezüglich des
Schmiersystems des Spindelkopfes und der zugehörigen Teile. Ungeachtet der jeweils gewählten Neigung des
Werkstückaufspanntisches kann die Werkzeugspindel immer unter den günstigsten Bedingungen arbeiten. In
Verbindung mit einem Aufsatz oder Drehtisch gestattet es die Schwenkbarkeit des Werkstückaufspanntisches,
die zu bearbeitenden Flächen am Werkstück auch horizontal einzustellen, während die Werkzeugspindel
in vorteilhafter Weise ihre vertikale Richtung behält
Aus der FR-PS 9 28 565 ist eine Fräsmaschine anderer Gattung bekannt, bei welcher der Werkstückaufspanntisch,
der auf einer Konsole längsverschiebbar ist, durch Verschwenken der Konsole winkeleinstellbar
ist und die Frässpindel mittels eines Kreuzschlittensystems in zwei Koordinatenrichtungen verschiebbar ist
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung sind der Tisch und ein Aufsatz oder Rundtisch bei ihren
jeweiligen Translations- und Drehbewegungen durch einen am Maschinengestell befindlichen Motor mittels
eines Zahnkranzes antreibbar, der frei drehbar an oder auf dem Hohlzylinder gelagert ist. Ein Getriebezug
wandelt die Drehbewegung des Zahnkranzes jeweils in eine Translationsbewegung des Tisches und in eine
Winkelbewegung des Aufsatzes oder Drehtisches um.
Bei einer Werkzeugspindel oder Pinole, die auf einem
dem Maschinengestell zugeordneten Schlitten od. dgL angebracht ist, sieht die Erfindung weiterbin vor, daß die
TranslationsversteUung der Pinole oder des Werkzeugkopfes
an dem Schlitten und diejenige des Schlittens am =. Maschinengestell durch einen am Maschinengestell
angeordneten Motor (insbesondere durch denselben Motor, der zum Antrieb des Tisches dient) mittels eines
Zahnkranzes bewirkt wird, der an oder auf dem Hohlzylinder frei drehbar gelagert ist Ein Getriebezug ι ο
wandelt die Rotationsbewegung des Zahnkranzes jeweils in eine Translationsbewegung des Spindelkopfes
oder der Pinole und des Schlittens um.
Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Maschine in nicht einschränkendem ι ">
Sinne unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. Es ?sigt
F i g. 1 eine perspektivische Ansicht einer Fräsmaschine gemäß der Erfindung,
F i g. 2 die Maschine nach F i g. 1 im Längsschnitt bzw. :n
von der Seite gesehen und
F i g. 3 und 4 teils im Schnitt zwei Einzelheiten von Getriebezügen zur Bewegungsableitung von einem
Zahnkranz jeweils für den Tisch und für den Schlitten sowie den Spindelkopf. 2~>
Die in F i g. 1 in perspektivischer Ansicht dargestellte
Ausführung einer Fräsmaschine gemäß der Erfindung weist ein sich auf dem Boden abstützendes Gestell 1 auf.
Dieses Gestell enthält bzw. bildet eine kreiszylindrische Ausnehmung 2, deren Achse 3 horizontal verläuit In in
dieser Ausnehmung 2 kann sich ein Hohlzylinder 4 drehen. Der Hohlzylinder 4 ist mit einem tragenden Teil
oder Untersatz nach Art einer Konsole 5 verbunden, die einen mit Aufspann-Nuten od. dgl. versehenen Werkstückaufspanntisch
6 trägt. Der Tisch 6 ist parallel zur s > Achse 3 verstellbar und auf Führungsbahnen od. dgl.
geführt, die unier dem Tisch liegen und mit der Konsole 5 und dem Hohlzylinder 4 über längsgerichtete Rippen,
Traversen od. dgl. verbunden sind. Die parallel zur Aufspannebene des Tisches 6 verlaufende Achse 3 liegt
oberhalb der Arbeitsebene oder Aufspannfläche des Tisches.
Bei der dargestellten Ausführung der Maschine ist der
Tisch 6 mit einem Aufsatz oder Rundtisch 7 versehen, der von Hand oder motorisch bzw. automatisch gedreht «
werden kann, wodurch in an sich bekannter Weise die Erzeugung komischer Flächen mittels des Bearbeitungswerkzeuges (Fräsers) ermöglicht wird. Bei anderen
Ausführungen der erfindungsgemäßen Maschine kann der Tisch 6 auch mit einem Obersupport, Kreuztisch w
od. dgl. versehen sein, der rechtwinklig zur Längsachse des Tisches 6 verstellbar ist.
Mittels einer Kurbel oder eines Betätigungshandrades
25 kann der Tisch in Richtung der Längsachse der Fräsmaschine verstellt und dadurch in die gewünschte «
Position gebracht werden.
Die Ebene oder Aufspannfläche des Tisches kann alle Zwischenstellungen zwischen zwei symmetrischen vertikalen
Positionen mit Bezug auf die Achse 3 der Ausnehmung 2 einnehmen. In F i g. 1 ist der Tisch mit w
einer leichten Neigung gegenüber der Horizontalen wiedergegeben. Das Schwenken des Tisches 6 um die
Achse 3 in einem Bereich von 180° kann manuell z. B. mittels eines Handrades 9 oder motorisch bzw.
automatisch mittels eines im Inneren des Maschinenge- μ stells 1 untergebrachten Antriebs, Getriebemotors
od. dgl. bewirkt werden. Besonders F i g. 2 läßt erkennen, auf weiche Weise die Drehung eines AiHriebs,
Getriebemotors od. dgL auf den Hohlzylinder 4 übertragen werden kann. Am unteren Teil des
Maschinengestells 1 ist ein Trog 8 zum Auffangen oder zur Rückgewinnung von Schneid- und/oder Kühlflüssigkeit
oder eines sonstigen verwendeten Mediums befestigt
Die Verstellbewegung des Hohlzylinders 4 in der kreiszylindrischen Ausnehmung 2, des Tisches 6 auf der
Konsole 5 und des Rundtisches 7 auf dem Tisch 6 können auf bekannten, nicht dargestellten Skalen,
Maßstäben, Nonien od. dgl. abgelesen werden.
Der obere Teil des Maschinengestells 1 weist eine mit ihm verbundene Traverse 10 auf. Diese ist mit
horizontal und quer zur waagerechten Achse 3 verlaufenden Führungen 11 versehen. Letztere dienen
zur Führung eines Schlittens 12, der horizontal und quer zur Achse 3 verstellbar ist
Ein Festsetzen des Schlittens 12 am Gestell läßt sich durch geeignete Klemm- oder Feststellvorrichtungen 13
bewirken. Der Schlitten 12 trägt vertikale, lotrecht zur Achse 3 und zu den Führungen 11 gerichtete Führungen
14. Letztere dienen zur Führung einer Frässpindeleinheit bzw. eines Werkzeugspindelkopfes 15, der vertikal
und lotrecht zur Achse 3 verstellbar ist
Eine Frässpindel 16 ist in Präzisionswälzlagern gelagert Sie wird von einem Motor 17 über ein
Getriebe 18 oder über einen Variator od. dgl. angetrieben.
Der Werkzeugspindelkopf 15 ist am Schlitten 12 mittels einer Klemm- oder Feststellvorrichtung 19
festsetzbar. Durch nicht dargestellte Hebel können die Vorrichtungen zum Festsetzen der genannten Einheiten
im Sinne des Lösens und des Klemmens oder Feststeilens betätigt werden. Die Verstellwege des
Spindelkopfes 15 und des Schlittens 12 lassen sich auf Skalen bzw. Meß- oder Anzeigevorrichtungen 20
ablesen, die an jeder Seite der Traverse 10 angeordnet sind. Die Verstellbewegungen des Schlittens 12 und des
Spindelkopfes 15 werden über Gewindespindeln 21 bzw. 37 bewirkt, die mit Spindelmuttern od. dgl.
zusammenarbeiten.
F i g. 1 und namentlich die F i g. 2, 3 und 4 lassen
erkennen, wie die Drehung eines im Inneren des Maschinengestells 1 untergebrachten Elektromotors 40
auf den Schlitten 12 und die Frässpindeleinheit 15 unter Zwischenschaltung eines Schalt- oder Kupplungskastens
22 übertragen wird, der sich an einem seitlichen Ende der Traverse 10 befindet.
Die gesamten mechanischen Elemente der Fräsmaschine sind von einem Schutzgehäuse 23 abgedeckt. Auf
jeder Seite des Maschinengestells befinden sich Verstellkurbeln oder Handräder 24 für den Tisch 6, für
den Rundtisch 7, für den Schlitten 12 und für den Spindelkopf 15.
Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, erstreckt sich die Ebene des Tisches nach beiden Seiten der
Ausnehmung des Maschinengestells hin, in deren Innerem der Tisch im Winkel einstellbar ist. Es ist
hiernach ohne weiteres verständlich, daß der Bedienungsmann an einem Werkstück Flächen mit einer
beliebigen Neigung bearbeiten kann, indem er den Tisch entsprechend schräg stellt. Weiterhin ist zu erkennen,
daß die Drehachse des Fräsers immer vertikal gerichtet ist, wodurch die Überwachung des Bearbeitungsvorganges
wesentlich erleichtert wird.
Nachstehend soll insbesondere auf F i g. 2 eingegangen werden, die einen Längsschnitt bzw. eine Seitenansicht
der in Tig.! perspektivisch dargestellter! Fräsrns-
schine zeigt
Es sind dabei die meisten der vorstehend beschriebenen Elemente zu erkennen, insbesondere das Maschinengestell
1 mit der kreiszylindrischen Ausnehmung 2, deren Achse 3 horizontal verläuft. Im Inneren dieser
Ausnehmung ist der Hohlzylinder 4 so angeordnet, daß er sich um die Achse 3 drehen kann. Bei einer solchen
Drehung wird der Hohlzylinder 4 durch zwei Reihen von Rollen 30 bzw. Wälzkörperanordnungen geführt
Die Rollen oder Wälzkörper laufen auf Rollbahnen 31 und 32, die am Zylinder 4 befestigt sind. Der Zylinder 4
steht mit der Konsole 5 über einen Ringteil 50 in Verbindung, der mit der Konsole 5 verbunden ist und
denselben Durchmesser wie der Zylinder 4 aufweist Die axiale Führung dieser Gesamtanordnung wird durch das
Maschinengestell 1 und einen mit dem Zylinder 4 verbundenen Anschlag, Halteblock, Führungsschuh 33
od. dgl. gewährleistet Die Drehung des Zylinders 4 und somit auch der den Tisch 6 tragenden Konsole 5 kann
mit Hilfe von Klemm- oder Feststellvorrichtungen 34 blockiert werden.
Eine Drehung des Hohlzylinders 4 um 180° kann manuell oder motorisch bzw. Automatisch durch einen
nicht dargestellten Getriebemotor oder anderen geeigneten Antrieb bewirkt werden, der am Maschinengestell
angebracht ist und ein mit dem Zylinder 4 verbundenes Zyhnrad bzw. eine an ihm befindliche Verzahnung
antreibt Im besonderen Fall des hier dargestellten Ausführungsbeispiels wird dieses Zahnrad bzw. die
Verzahnung durch einen Teil der Rollenbahn 31 gebildet
Der Gewichtsausgleich des um die Achse 3 bewegbaren Teiles der Fräsmaschine wird durch eine
Vorrichtung 38 bewirkt
Die Konsole 5 und der Zylinder 4 sind mit Traversen oder Längsträgern 36 verbunden, welche die Führungen
für den Tisch 6 tragen.
Im oberen Teil des Maschinengestells ist die quer zur Achse 3 gerichtete Traverse 10 zu erkennen, welche
Führungen 11 für den Schlitten 12 zu dessen horizontaler und quer zur Achse 3 gerichteter
Translationsbewegung aufweist. Der Schlitten 12 wird über eine Gewindespindel 21 angetrieben, während der
Spindelkopf 15 den Antrieb für ihre vertikale und quer zur Achse 3 gerichtete Translationsbewegung über eine
Spindel 37 erhält
Auf dem Zylinder 4 ist ein Zahnkranz 39 angebracht, der auf der Rollenbahn 32 durch Nadellagerkörper
od. dgl. geführt ist Dieser Zahnkranz 39 dient zur Übertragung der Drehung eines elektrischen Gleichstrom-
oder Wechselstrommotors einerseits auf den Tisch 6 und auf den Rundtisch 7, sowie andererseits auf
den Schlitten 12 und auf den Spindelkopf 15. Für die weitere Erläuterung der Einzelheiten wird auf Fig.3
und 4 Bezug genommen.
Fig.3 zeigt im Längsschnitt die Abnahme der
Antriebsbewegung von dem Zahnkranz für die Bewegung des Tisches 6 und des Rund tisches 7.
An dem auch hier erkennbaren Maschinengestell 1 ist
ein elektrischer Gleichstrom- oder Wechselstrommotor 40 angebracht Dieser Motor treibt über ein Untersetzungsgetriebe
41 oder über ein Vorschubgetriebe ein Zahnrad 42, das drehbar auf einer mit Bezug auf das
Maschinengestell ortsfesten Achse sitzt Dieses Zahnrad 42 treibt über ein weiteres, in Wälzlagern gelagertes
Zahnrad 43 den Zahnkranz 39 an, der über Nadellager od. dgl. auf der mit dem Zylinder 4 verbundenen
Rollenbahn 32 geführt ist Der Elektromotor 40 treibt somit über dieses Antriebssystem den Zahnkranz 39 an,
der sich gegenüber dem Zylinder 4 drehen kann.
ίο Die Drehung dieses Zahnkranzes 39 wird auf den
Tisch 6 und auf den Rundtisch 7 mittels einer Welle 44 übertragen, die in einer zu diesem Zweck in der den
Tisch 6 tragenden Konsole 5 vorgesehenen Lagerung drehbar ist Diese Achse 44 weist an ihrem einen Ende
ein in den Zahnkranz 39 eingreifendes Ritzel 45 auf. Der Elektromotor 40 treibt somit über den Zahnkranz 39
den Tisch 6 und den Rundtisch 7 ungeachtet der jeweiligen Neigung oder Kippstellung der Konsole 5
relativ zum Maschinengestell 1 an.
F i g. 4 zeigt in einem Längsschnitt die Abnahme der Bewegung vom Zahnkranz 39 für den Schlitten 12 und
den Spindelkopf 15. In dieser Figur ist die Traverse 10 und in der Ausnehmung 2 bewegbare Zylinder 4
erkennbar. Dieser Zylinder 4 ist mit der Konsole 5 über ein mit der letzteren verbundenes und denselben
Durchmesser wie der Zylinder 4 aufweisendes Ringteil 50 verbunden. Der Zahnkranz 39 ist durch Nadellager
od. dgl. auf der mit dem Zylinder 4 und dem zylindrischen Teil 50 der Konsole 5 verbundenen
Rollenbahn 32 geführt V/eiter oben war mit Bezugnahme auf F i g. 3 erläutert worden, wie dieser Zahnkranz
39 mittels des Elektromotors 40 relativ zum Zylinder 4 drehend antreibbar ist Dieser Zahnkranz 39 treibt bei
seiner Drehung ein Zahnrad 51 an, das auf einer mit Bezug auf den oberen Teil der Ausnehmung 2 des
Maschinengestells ortsfesten Achse 56 drehbar angeordnet ist Dieses Zahnrad 51, dessen Drehachse
parallel zur Längsachse 3 der Drehung des Zylinders verläuft teilt seine Bewegung über ein Ritzel 52 und ein
'to Winkelvorgelege oder Zwischengetriebe 53, 54 einer Welle 55 mit, die dem Antrieb des Schlittens 12 und der
Frässpindeleinheit 15 dient Diese horizontale und quer zur Achse 3 gerichtete Antriebswelle 55 ist in Lagern
drehbar, die zu diesem Zweck an der Traverse 10 vorgesehen sind. Der Elektromotor 40 treibt somit die
Welle 55 und damit den Spindelkopf 15 und den Schlitten 12 über den Zahnkranz 39 an.
Dem Fachmann zur Verfügung stehende Elemente und Vorrichtungen, die es ermöglichen, daß die Welle 55
über den Schalt- oder Kupplungskasten 22 den Spindelkopf 15 und den Schlitten 12 mittels der
Gewindespindel 21 und 37 antreibt, sind hier nicht weiter im einzelnen beschrieben.
2,3 und 4 erläuterten Ausführung der Erfindung ist die
Drehachse des Fräsers vertikal gerichtet Es ist aber auch möglich, bei einer Fräsmaschine nach der
Erfindung mit einem kippbaren oder schrägstellbaren Tisch einen in seiner Richtung einstellbaren Fräskopf
vorzusehen.
Claims (3)
1. Fräsmaschine mit einem feststehenden, mit
einer kreiszylindrischen Ausnehmung versehenen Gestell, an dem im oberen Bereich ein Werkzeugspindelkopf
mittels Kreuzschlittensystem in zwei zueinander und zur Achse der kreiszylindrischen
Ausnehmung rechtwinklig verlaufenden Richtungen verschiebbar angeordnet ist, und mit einer in der
kreiszylindrischen Ausnehmung angeordneten Kon- '" sole für einen Werkstückaufspanntisch, der mit
seiner Längserstreckung parallel zur Achse der kreiszylindrischen Ausnehmung verläuft und entlang
dieser auf der Konsole verschiebbar ist, sowie mit einer relativen Schwenkbarkeit zwischen clem n
Werkzeugspindelkopf und dem Werksiückaiifspanntisch
um die oberhalb des Werkstückaufspan ntisches
verlaufende Achse der kreiszylindrischen Ausnehmung, dadurch gekennzeichnet,
daß die Konsole (5) mit dem Werkstückaufspanntisch (6) bezüglich des Werkzeugspindelkopfes i(15)
um die Achse (3) der kreiszylindrischen Ausnehmung schwenkbar ist
2. Fräsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstückaufspanntisch (6 -'">
bzw. 7) in Translations- bzw. Rotationsbewegungen
durch einen am oder im Gestell (1) befindlichen Motor (40) über einen Zahnkranz (39) antreibbar ist,
der auf einem Hohlzylinder (4) frei drehbar ist
3. Fräsmaschine nach Anspruch 2, dadurch «>
gekennzeichnet, daß die Verstellbewegung des Kreuzschlittensystems (12) am Gestell (1) und
diejenige des Werkzeugspindelkopfes (15) an dem Schlitten (12) mittels des Zahnkranzes (39) durchführbarsind.
'">
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