DE2544564B2 - Numerisch gesteuerte Druckmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine numerisch gesteuerte Drückmaschine zur Herstellung von rotationssymmetrischen Formteilen, mit einer ein Konturwerkzeug tragenden Spindel und mit einem mindestens ein Bearbeitungswerkzeug tragenden drehbaren Werkzeughalter, der zur gesteuerten Führung des Bearbeitungswerkzeuges entlang einer Längsachse und entlang einer Querachse verfahrbar ist, und während des Programmablaufs die einzelnen Werkzeuge in die Arbeitslage ein- und aus dieser lierausschwenken kann.

Bei einer bekannten Drückmaschine dieser Art (Zeitschrift »Maschinenmarkt« Würzburg 81, (1975) 46, S. 839/840) trägt die Spindel ein Konturwerkzeug gegen das mit einer gesteuert bewegbaren Drückrolle von außen her ein rondenförmiges Werkstück gedrückt wird. Der Drückvorgang erfolgt in mehreren Umformstufen, bei denen unterschiedliche Drückrollen zum Einsatz kommen können. Ein Wechsel der an dem Werkstück angreifenden Drückrolle kann außerdem durch die Form des Konturwerkzeuges erforderlich sein, das auf bestimmten Längenabschnitten unterschiedliche Drückrollen erfordert.

Die jeweils erforderlichen Rollenformen können innerhalb des Programmablaufes in den Arbeitsbereich eingeschwenkt werden. Der Winkel, den das in der Arbeitsstellung befindliche Bearbeitungswerkzeug einnimmt, kann während des laufenden Bearbeitungsvorganges nicht mehr verändert werden. Dieser Winkel wird beim Einrichten der Maschine bzw. bei der Programmierung festgelegt und ist während der Werkstückbearbeitung durch das betreffende Werkzeug konstant. Hierdurch ergeben sich Beschränkungen hinsichtlich der zu drückenden Werkstückformen. So ist es beispielsweise nicht möglich, Werkstücke mit großen Durchmesserdifferenzen mit einem einzigen Bearbeitungswerkzeug in einem kontinuierlichen Arbeitsgang unter günstigen Verformungsbedingungen zu bearbeiten. Da der Tangentenwinkel des Konturwerkzeuges sich mit zunehmendem Vorschub des Bearbeitungswerkzeuges in der Regel ändert, muß für das Bearbeitungswerkzeug vor Beginn des Bearbeitungsvorganges ein mittlerer Anstellwinkel gewählt werden, der für alle Tangentenneigungen zu noch akzeptablen

ίο Verformungsergebnissen führt

Aufgabe der Erfindung ist es, eine numerisch gesteuerte Drückmaschine der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß die Bearbeitungsmöglichkeiten erweitert werden und auch solche Werkstücke bearbeitet werden können, die längs des Bearbeitungsweges größere Durchmesserdifferenzen haben bzw. solche Werkstücke, die abwechselnd einen Drück- und Einziehvorgang erfordern.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Werkzeughalter um eine vertikale Achse herum gesteuert drehbar ist und mehrere Werkzeuge trägt, und daß der Anstellwinkel des jeweils angreifenden Werkzeuges durch gesteuerte Drehbewegungen des Werkzeughalters während dessen Bewegung entlang der Längsachse und der Querachse beeinflußbar ist, so daß die vorgegebene Bewegungsbahn des Werkzeuges durch die Überlagerung der Linearbtwegungen und der Drehbewegung des Werkzeughalters entsteht.

jo Dadurch, daß der Werkzeughalter während des Bearbeitungsvorganges, bei dem er nach einem bestimmten Programm entlang der Längsachse und entlang der Querachse der Maschine bewegt wird, auch noch gesteuerte Drehbewegungen um seine vertikale Drehachse ausführen kann, ist es möglich, den Anstellwinkel, unter dem das Bearbeitungswerkzeug gegen das Werkstück drückt, im Zuge der Bearbeitung programmiert zu verändern, um beispielsweise mit dem Werkzeug Einbuchtungen ausformen zu können, in die das Werkzeug bei festem Werkzeugwinkel nicht eindringen könnte. Andererseits kann der Anstellwinkel auch konstant gehalten werden. In diesem Fall wird der Werkzeughalter stets so gedreht, daß das Werkzeug unter gleichbleibendem Winkel gegen die Werkstückoberfläche stößt. Dabei ändert sich der Werkzeugwinkel entsprechend der Kontur des Werkstücks bzw. des Konturwerkzeugs, jedoch bleibt der Anstellwinkel stets konstant.

Der Werkzeughalter erfüllt somit eine Doppelfunktion: einmal dient er als Werkzeugmagazin, das die nichtbenutzten Werkzeuge trägt, und zum anderen als Einrichtung zur Veränderung des Winkels, den das arbeitende Werkzeug in Bezug auf die Längsachse und die Querachse der Drückmaschine einnimmt.

^r)5 Um die Anzahl der verfügbaren Werkzeuge zu erhöhen, sind in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung die Werkzeuge an dem Werkzeughalter in mehreren Ebenen angeordnet und der Werkzeughalter ist derart längs seiner vertikalen Drehachse verfahrbar, daß jede Werkzeugebene in Eingriffshöhe gebracht werden kann. An dem Werkzeughalter können außer den üblichen Drück- und Streckwerkzeugen auch für spezielle andere Bearbeitungsfälle beispielsweise spanabhebende Werkzeuge angebracht werden.

Von Drehmaschinen ist es bekannt, revolverartige Werkzeughalter vorzusehen, die sternförmig mehrere Bearbeitungswerkzeuge tragen und um eine horizontale Achse (DE-OS 19 52 050) oder um eine vertikale Achse

(DE-GM 18 97 239) gedreht werden können, um das jeweils gewünschte Bearbeitungswerkzeug in die Arbeitsposition zu schwenken. Dabei können die Bearbeitungswerkzeuge am Umfang des Werkzeughalters in mehreren Ebenen angeordnet sein, wobei diejenige Werkzeugebene, in der das einzusetzende Werkzeug liegt, durch axiale Verstellung des Werkzeughalters in die Arbeitsposition gebracht wird. Pas Auswählen des betreffenden Bearbeitungswerkzeuges innerhalb der ausgewählten Ebene erfolgt durcn Drehen des Werkzeughalters.

Schließlich ist es bei einer Gewindeschneidmaschine bekannt (US-PS 38 71 252), an einem Werkzeughalter zwei unterschiedliche Werkzeuge anzubringen, von denen eines für die Rohbearbeitung und das andere für die Feinbearbeitung bestimmt ist. Die Werkzeuge sind in unterschiedlichen vertikalen Ebenen angeordnet und einr Steuereinrichtung sorgt dafür, daß jeweils nur eines der Werkzeuge an dem Werkstück angreifen kann, während sich das andere Werkzeug in der Rückzugsie!- lung befindet.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Figur der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.

Die Drückmaschine weist ein längliches, flachgestrecktes Maschinenbett 1 auf, auf dem in Längsrichtung Geradführungen 2 angeordnet sind. Hierbei Kann ;s sich beispielsweise um Rundprofile handeln, auf denen die beweglichen Teile über Kugelbüchsen gelagert sind. Auf der einen Seite des Maschinenbettes ist ein Hauptsupport 3 geführt, der aus einem längsverschieblichen Längssupport 4 und einem Quersupport 5 besteht. Der Quersupport 5 läuft auf Führungen 15 des Längssupports 4, die senkrecht zur Führung 2 des Maschinenbettes 1 stehen. Auf dem Quersupport 5 sitzt ein drehbar gelagerter Werkzeughalter 6 nach Art eines Revolverkopfes, an dem an Armen 9 die einzelnen Bearbeitungswerkzeuge 10 sitzen.

Die Bearbeitungswerkzeuge 10 sind am Werkzeughalter 6 übereinander in zwei oder mehreren Horizontalebenen angeordnet. Damit die einzelnen Werkzeugebenen des Werkzeughalters 6 in die jeweilige Bearbeitungsebene gebracht werden können, ist der Werkzeughalter 6 auch höhenverstellbar gelagert. Dabei muß diese Höhenverstellung naturgemäß um den Abstand der einzelnen Werkzeugebenen erfolgen können.

Grundsätzlich handelt es sich bei den im einzelnen nicht näher dargestellten Bearbeitungswerkzeugen 10 um Drückrollen, Streckwalzen und dergleichen. Neben diesen spanlos arbeitenden Werkzeugen können auch zerspanende Werkzeuge auf der Maschine eingesetzt werden.

Der Werkzeughalter 6 ist nicht nur zum Einschwenken des betreffenden Werkzeuges drehbar, sondern auch während des Bcarbeitungsvorganges gesteuert verschwenkbar, um eine laufende Anstellbewegung am jeweiligen Werkzeug durchzuführen.

Auf der Führung 2 des Maschinenbetts 1 befindet sich noch ein Nebensupport 11, der aus einem unteren Längssupport 12 und einem Quersupport 13 besteht. Der Quersupport 13 läuft auf einer Führung 16, die parallel zur Führung 15 des Quersupports 5 verläuft. Damit steht auch die Führung 16 des Quersupports 13 senkrecht zur Führung 2 auf dem Maschinenbett 1. Der Quersupport 13 trägt Hilfswerkzeuge 14 bei denen es sich beispielsweise um Rondenrandhalter, Randbe-Schneidemesser und dergleichen handeln kann. Alle übrigen Bearbeitungswerkzeuge 10, wie Drückrollen, Planierwalzen, Stechmesser, Drehstähle und dergleichen sind am Drehsupport 6 des Hauptsupports 3 angeordnet

Der Hauptsupport 3 und der Nebensupport 11 sind nicht einrichtbar, sie werden ausschließlich durch eine numerische Steuerung positioniert. Diese Steuerung wird beim Ausführungsbeispiel in insgesamt fünf Achsen durchgeführt, nämlich in den Bewegungsrichtungen des Längssupports 4 und des Quersupports 5 sowie des Längssupports 12 und des Quersupports 13 und in Drehrichtung des Werkzeughalters 6. Nimmt man die Vertikalverschieblichkeit des Werkzeughalters 6 noch hinzu, kommt man sogar auf sechs gesteuerte Achsen. Alle Bewegungsabläufe innerhalb dieser Achsen können durch Computer-Aufzeichnung erfaßt und in numerische Werte umgesetzt werden. Da die hierfür notwendigen numerischen Steucrungssysteme im einzelnen bekannt sind, soll an dieser Stelle darauf nicht näher eingegangen werden.

Seitlich vor dem Maschinenbett 1 ist ein Antriebsblock 17 angeordnet, bei dem es sich um einen herkömmlichen Spindelkasten handeln kann. Aus dem Antriebsblock 17 tritt die Hauptspindel 18 heraus, die

J5 das Konturwerkzeug 19 trägt. Die Hauptspindel 18 liegt parallel zur Längsführung des Maschinenbetts 1. Mithin stehen die Führungen 15 und 16 für den Quersuppo: t 5 und für den Quersupport 13 senkrecht auf der durch die Hautpspindel 18 hindurchgehenden Vertikalebene.

Das Maschinenbett 1 weist an seiner Seitenkante eine Längsführung 22 auf, an der über einen Schlitten 23 ein Reitstock 20 mit einer Pinole 21 angeordnet ist. Die Pinole 21, welche die im einzelnen nicht näher dargestellte Rondenaufnahme trägt, liegt koaxial zur Hauptspindel 18. Der Reitstock 20 kann gegenüber dem Schlitten 23 verschwenkt werden, was durch gestrichte Linien angedeutet ist. Er dreht sich dabei um eine Achse, die in oder nahe seiner unteren, inneren Längskante 24 liegt. Besonders lange und damit sperrige Formteile können nach Abschwenken des Reitstocks 20 leicht vom Konturwerkzeug 19 abgenommen werden.

Bei dem Konturwerkzeug 19 kann es sich um ein übliches Drückfutter handeln. Bei zu fertigenden Formstücken mit besonders großer öffnung kann das Konturwerkzeug 19 in Wegfall kommen, statt dessen benötigt man in Opposition zum jeweiligen Drückwerkzeug eine Gegenrolle oder dergleichen, die an dem gesteuerten Nebensupport 11 angeordnet werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Numerisch gesteuerte Druckmaschine zur Herstellung von rotationssymmetrischen Formteilen, mit einer ein Konturwerkzeug tragenden Spindel und mit einem mindestens ein Bearbeitungswerkzeug tragenden drehbaren Werkzeughalter, der zur gesteuerten Führung des Bearbeitungswerkzeuges entlang einer Längsachse und entlang einer Querachse verfahrbar ist, und während des Programmablaufs die einzelnen Werkzeuge in die Arbeitslage ein- und aus dieser herausschwenken kann, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeughalter (6) um eine vertikale Achse herum gesteuert drehbar ist und mehrere Werkzeuge (10) trägt, und daß der Anstellwinkel des jeweils angreifenden Werkzeuges durch gesteuerte Drehbewegungen des Werkzeughalters während dessen Bewegung entlang der Längsachse und der Querachse beeinflußbar ist, so daß die vorgegebene Bewegungsbahn des Werkzeuges durch die Überlagerung der Linearbewegungen und der Drehbewegung des Werkzeughalters entsteht.

2. Blechumformmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeuge (10) an dem Werkzeughalter (6) in mehreren Ebenen angeordnet sind, und daß der Werkzeughalter derart längs seiner vertikalen Drehachse verfahrbar ist, daß jede Werkzeügebene in Eingriffshöhe gebracht werden kann.