DE2557701B2

DE2557701B2 - Verfahren zur Herstellung der Aufnahmeplatte einer Vorrichtung zum paßgenauen Aufspannen von Werkstücken

Info

Publication number: DE2557701B2
Application number: DE19752557701
Authority: DE
Inventors: Rudi 7000 Stuttgart Bluemle
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-12-20
Filing date: 1975-12-20
Publication date: 1980-12-18
Also published as: DE2557701A1; DE2557701C3

Description

a) die Bohrungen der Aufnahmeplatte in dem gegebenen Rasterabstandsmaß mit nornjaier Genauigkeit (z. EL ±03 mm) gebohrt werden,

b) in die^Bohnmgen Rmsat7huchsen mit geringerem Durchmesserals;derBohrungsdurchmesser unter Bildung eines Zwischenraums eingesetzt

■ " werden, -■ ' ■ ■ '. ■'

c) die Abstande der eingesetzten Einsatzbuchsen zueinander mit Hilfe einer in einem hocbpräzisem Rasterabstandsmaß Stifte aufweisenden Meisterplatte als Schablonenlehre bestimmt werden und

d) in die Zwischenräume zwischen Einsatzbuchsen und Bohrungen ein aushärtbares Kunststofhnaterial eingeführt wird und nach Aushärtung desselben AufnafTnepIai-i und Meisterplatte voneinander getrennt werden, so daß die Einsatzbuchsen in der t rfnahmeplatte im hochpräzisen Rasterabstand verbleiben.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeplatte auf die Meisterplatte so aufgelegt wird, daß die das Rasterabstandsmaß bestimmenden Stifte der Meisterplatte in die Bohrungen der Aufnahmeplatte ragen, daß auf die von dem Kunststoffmaterial nicht zu benetzender¹ Flächen ein Trennmittel aufgebracht wird und daß anschließend in die unten durch die Meisterplatte abgedeckten Aufnahmebohrungen das Kunststoffmaterial eingegeben und auf die Stifte der Meisterplatte die Einsatzbuchsen aufgeschoben und so nach unten gedrückt werden, daß das nach oben dringende Kunststoffmaterial den Ringraum zwischen Einsatzbuchse und Aufnahmebohning völlig ausfallt

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als aushärtbares Kunststoffmaterial ein Zweikomponenten-EpOTidgießharz verwendet wird.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung

einer Aufnahmeplatte nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs. Vorrichtungen, die Ober Aufnahme platten verfügen, in denen sich Einsatzbuchsen enthaltende Bohrungen in genauem RasterabstandsmaB befinden, sind bekannt (DE-OS 22 32 387, Druckschrift der Firma VFW-Fokker »VAPA-System«, Seite 12).
Nachteilig ist bei den bekannten Vorrichtungen, daß die Einsatzbuchsen in der Aufnahmepidtte und damit das ganze System nur die Genauigkeit aufweisen können, mit der vorher in die Aufnahmeplatte eingebracht worden sind. Die Herstellung solcher genauer Bohrungen ist extrem aufwendig und kostenträchtig, unbeschadet des Umstandes, ob diese Bohrungen dann in ungehärtetem Zustand benutzt werden oder noch Einsatzbochsen in diese eingesetzt werden. Aliein durch die Wärmeentwickhitfg beim Anbringen der Bohrungen kann sich ein so starker Verzug in der Aufnahmeplatte ergeben, daß nur unter besonderem Aufwand (Klimakammer u.dgl.) eine ausreichende Genauigkeit erzielt werden kann. Die Herstellung solcher Aufnahmeplatten stößt daher von der Kostenauf Aufwandseite auf erhebliche Schwierigkeiten. Bei tarnen Genauigkeitsansprüchen sind die Kosten daher für manchen Einsatz unerschwinglich, so daß sich eine Anwendbarkeit der Vorrichtungen, die fiber Aufnahmeplatten mit im Rastermaß angeordneten Aufnanmebohrangen verfügen, vonselbst ausschließt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die KefaeeSung der AüfnamBeptotea eingangs genannter Rasteispannsysteme bei Einhaltung hoher Genauigkeit und insbesondere getreuer Reproduzierbarkeit solcher Systeme mit wesentlich geringerem Aufwand als bisher kostengünstig zu gestalten.

Das erfindungsgemäße Verfahren löst diese Aufgabe nut den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs und hat den Vorteil, daß nur ein einziges Mal für ent voi gegebenes Rasterspannsystem eine Meisterplatte mit höchster Genauigkeit hergestellt werden muß und dann bei dem sich wiederholenden Herstellungsgang keine Maßnahmen mehr erforderlich sind, die besondere Anforderungen an die Genauigkeit stellen.

Abstand und Durchmesser der Bohrungen brauchen nur normale Genauigkeit zu haben. Damit erlaubt das preisgünstige Duplizieren eines einmaligen Genauigkeitsstandards, daß nunmehr die Versorgung auch kleinerer Herstellungsbetriebe und sogar von Handwerkern mit einem hochgenauen Lehre, isystem möglich ist Vorteilhaft ist außerdem, daß Beschädigungen der Bohrungen der Aufnahmeplatte, die früher das ganze System wertlos machten, ohne Schwierigkeiten repariert werden können, indem die beschädigte Buchse herausgeschlagen und unter Bezugnahme auf das RasterabstandsmaB noch vorhandener Präzisionsbuch' sen eine neue Buchse mit Hilfe der gleichen Vergießtechnik eingesetzt wird. Im Übrigen ist eine Wärmeentwicklung beim Bohren der Aufnahmepiatte

so ohne besondere Bedeutung, so daß mit entsprechenden Bohrvorrichtungen auch sämtliche Koordinatenbohrungen gleichzeitig in dem Material der Aufnahmeplatte gebohrt werden können.
An sich ist das Eingießen von Buchsen in entsprechend größere Bohrungen schon zu anderen Zwecken eingesetzt worden. So ist aus der US-PS 35 88 989 ein Prizbionsdrehtisch bei Werkzeugmaschinen bekannt, der zum Bearbeiten des Werkstückes jeweils um vorgegebene, präzise Winkebtelhingen verdreht werte den muß. Dazu hat das den Drehtisch tragende Gestell einen pneumatisch verschiebbaren Stift, der jeweils in eine der im Gestell eingegossenen Buchsen einfällt. Zur winkelmäßigen Ausrichtung dieser Buchse am Werktisch und für eventuelle RcparatLrarbeiten sind die Buchsen im Tisch zunächst in Bohrungen mit radialem Spiel gehalten, woraufhin dann der Tisch mit Hilfe eines Auto-Collimators in jeweils präzise Winkelpositionen gebracht wird. Der Haltestift fährt dann in die lose

gehaltene jeweilige Buchse ein, zentriert diese, und der freie Ringraum zwischen Bohrung und Buchse wird mit einem Zement ausgefüllt. Nach Aushärtung wird der Stift zurückgezogen, der Tisch in die nächste hochpräzise Winkelposition verfahren, und der Vorgang wiederholt sich entsprechend.

Bei der US-PS 3264941 wird die Stellung des Werkzeughalters einer Drehbank mit Hilfe von 4 Zapfen und 4 Buchsen bestimmt, so daß bei einer Drehung um 50° jeweils eine einwandfreie neue Winkelstellung erreicht wird. Bei der Anbringung der Buchsen im Werkzeughalter wird der Halter mit seinem lagerteil zusammengefügt, wobei die Zapfen des Werkzeughalters die Buchsen der Lagerung zunächst in größeren Aufnahmebohrungen halten. Anschließend is wird eine Legierung aus Wismut und Indium von hinten in die Aufnahmebohrungen für die Buchsen eingegossen, die hierdurch eine fixierte Lagerung erfahren.

Aus der DE-AS 10 46 415 ist es bekannt, die Kugelfühning einer Lagerung bezüglich einer Lagerbock-Anschraubfläche auszurichten und in einen Ringspalt zwischen der Lagerbuchse und der Lagerbockfünrung aushärtenden Kunststoff einzugießen, wodurch es gelingt, zwei Teile, die man an ihren zugeordneten Flächen nicht genauer zu bearbeiten wünscht, in einer gegenseitigen festen Abstandsbeziehung zu halten.

Schließlich ist es noch aus der DE-PS 8 08 750 bekannt, Feinführungsbuchsen an Formkästen mittels an der Formmodellplatte angebrachten Stiften ausgerichtet in größeren Bohrungen der Formkastennocken zu halten und die Zwischenräume mit Blei oder einem ähnlichen Material auszugießen.

Schließlich ist aus dem »Kunststoffbuch«, 18. Auflage, 1971, Seite 365, u.a. die Verwendungsmöglichkeit von Epoxidharzen im Bereich von Werkzeugen der Metallbearbeitung bekannt

Bei der Herstellung einer Lagerauskleidung aus Kunststoff ist es aus der DE-OS 20 16 746 bekannt, den Kunststoff zunächst in die unten verschlossene Lagerbohrung zu geben und diesen dann mit einem zylindrischen Stempel in den zwischen Stempel und Bohrung vorgesehenen Ringraum hochzudrücken.

Die Erfindung wird beispielhaft anhand der Zeichnung (F i g. 1 und 2) erläutert Damit die in den Figuren gezeigte Rasteraufspannplatte hergestellt werden kann, werden in diese zunächst in dem gewünschten Rasterabstandsinaß angeordnete Aurnahmebohrungen 5 gebohrt, wobei diese »Vorbohrungen« eine Ungenauigkeit im Raster zulassen, daher zur Herstellung der Aufnahmebohrungen nur mit normaler, üblicher Genauigkeit bei bescheidenem Kostenaufwand vorgegangen werden muß; so kann beispielsweise das Raster der Aufnahmebohrungen eine Toleranz von ±03 mm haben. Es versteht sich, daß ein solches ungenau gebohrtes Raster den Präzisionsanforderungen im ss Werkzeugbau, bei der reproduzierfähigen Lagerung von Werkstücken u. dgL nicht genügen würde.

Daher sind Präzisionsbuchsen, bevorzugt aus Stahl, vorgesehen, von denen eine bei 6 in perspektivischer Ansicht in Fig.2a dargestellt ist Diese Präzisions-Ein- ω satzbuchsen 6 verfügen über eine genaue Innenbohrung 7, sind im wesentlichen zylindrisch ausgebildet und verfügen über Außenabmessungen, die keinen Präzisionsanforderungen unterworfen sind. Die Einsatzbuchsen bestehen jedoch bevorzugt aus gehärtetem Stahl.

Zur Herstellung einer Aufspannplatte 2 wird dann weiter so vorgegangen, daß zwischen dem Außendurchmesser der Präzisions Zinsatzbuchsen 6 und der ungenau gebohrten Aufnahmeöffnungen 5 in der Aufspannplatte ein merklicher Zwischenraum vorliegt Die Aufnahmebohrungen 5, wie insbesondere der Querschnittsdarstellung der F i g. 2 entnommen werden kann, sind bei 8 abgesenkt ausgebildet; in diesem Fall weisen die zugehörigen Präzisions-Einsatzbuchsen eine entsprechende Schulter 9 auf, die bei der Einsatzbuchse 6 der F i g. 1 gestrichelt dargestellt ist Im einfachsten Fall können jedoch die Aufnahmebohrungen 5 durchgehend zylindrisch ohne Absatz ausgebildet sein, die Einsatzbuchsen 6 aus gehärtetem Stahl sind dann ebenfalls ohne Abstufung zylindrisch ausgebildet

Das weitere Vorgehen bestimmt sich dann dadurch, daß es erforderlich ist, die in die Aufnahmebohrungen 5 eingeführten und dort mit merklichem Abstand lose angeordneten Einsatzbuchsen 6 in ihrer späteren, noch einzunehmenden Präzisionsposition mit Hilfe der Präzisionsmeisterplatte zu bestimmen, d. h. mit anderen Worten die Präzisionsmeisterplatte gibt mit ihrem jeweiligen Hochpräzisions-Rastermaß die Position der Präzisions-Einsatzbuchsen in der Spanplatte vor, die sich anfänglich, nämlich durch die Atffi.ahmebohrung 5, nur ungenau lokalisieren läßt

Es wird dann so vorgegangen, daß auf nicht dargestellte, im PräzisionsabstandsmaS in der Meisterplatte vorhandenen Stifte, deren Außendurchmesser äußerst präzise dem Innendurchmesser der Einsatzbuchsen- entspricht, diese Präzisions-Einsatzbuchsen aufgesteckt werden, anschließend kann man die Aufspannplatte 2 mit ihrem ungenau gebohrten Raster darüberheben und die von den Stiften der Prazisionsmeisterplatte in ihrer relativen Position zueinander präzise festgelegten Einsatzbuchsen in die Aufnahmebohrungen 5 absenken. Der sich dann zwischen den Aufnahmebohrungen 5 und dem Außemnnfang der Einsatzbuchsen 6 ergebende Ringraum, der beispielsweise im Bereich zwischen 1 bis 3 mm liegen kann, wird dann mit einem aushärtbaren Kunststoff angefüllt Dieser Kunststoff, bei dem es sich bevorzugt vm ein Zweikomponenten-Gießharz handelt, kann durch Eintröpfeln, in den abstandsmäßigen Ringraum zwischen Aufr.jhmebohrung 5 und Einsatzbuchse 6 eingebracht werden, wobei von dem Kunstharz nicht zu benetzende Flächen mit einem entsprechenden Trennmittel beschichtet werden. Da solche Zweikomponenten-Spezialkleber von außerordentlicher Festigkeit und Beständigkeit sind, lassen sich auf diese Weise die Einsatzbuchsen mit höchster Präzision und für immer unverrückbar in den zugeordneten Aufnahmebohrungen in ihrer Präzision festlegen; sie behalten diese Position auch nach Abnahme von der Präzisionsmeisterplatte bei und bilden zusammen mit den Aufnahmebohrungen in der Rasterspannplatte 2 nunmehr ein Hochpräzisionsinstrument mit einer Rastergenauigkeit von hier beispielsweise ±0,01 mm. Diese Genauigkeit wird durch das Eingießen der Pr"\zisionsbuchsen in dai ungenau gebohrte Raster der Aufspamiplatte 2 erzielt

Es kann zur Positionierung der Präzisions-Einsatzbuchsen 6 aus gehärtetem Stahl auch so vorgegangen werden, daß die jeweils anzufertigende Aufspannpiatte so auf die Präzisionsmeisterplatte aufgelegt wird, daß die Stifte der Meisterplatte in die ungenauen Raster-Aufnahmebohrungen der Aufspannplatte 1 hineinragen. Vorher können die Außenflächen der Stifte und überhaupt die gesamte Präzisionsmeisterplatte mit einem Trennmittel Deschichtet werden. In gleicher Weise kann eine Trennmittelbeschichtung an der Innenbohrung der Präzisionsmeisterbuchsen vorge-

nommen werden. Damit es zu einer vollständigen Ausfüllung des Ringraums zwischen Aufnahmebohrung und Einsatzbuchse kommt, kann dann eine vorgegebene Menge an Zweikomponenten-Gießharz jeweils auf den Boden der Aufnahmebohrung gegeben werden, dieser Boden ist bei auf die Meisterplatte aufgesetzter Aufspannplatte 2 gebildet von der Meisterplattenoberfläche und ggf. Teilen der Präzisionshaltestifte für die Einsatzbuchsen. Anschließend drückt man dann die auf die Stifte aufgesetzten Einsatzbuchsen 6 nach unten, wobei die vorher eingegebene, aushärtbare Abstandsmasse zusammengedrückt und von allen Seiten in den Ringraum hinein und nach oben gepreßt wird, bis diese Masse schließlich am oberen Rand austritt und man die Gewißheit hat, daß der gesamte Ringraum mit der Gießharzmasse ausgefüllt ist. Reste der Masse können dann abgewischt werden, und es erfolgt die zum Teil mehrere Stunden erfordernde Aushärtung der Zweikomponenten-GieUharzmasse bei auf die Meisterpiatte aufgesetzter Aufspannplatte 2. Bei dem Zweikomponenten-Gießharz kann es sich bevorzugt um ein Epoxidharz handeln.

Nach erfolgter Aushärtung gelangt man zu einer Aufspannplatte, deren im Rasterabstandsmaß angeordnete Aufnahmeöffnungen, die von den Innenbohrungen 7 der Einsatzbuchsen gebildet sind, eine Rastergenauigkeit einhalten, die sämtlichen, auch außerordentlich hohen Ansprüchen im Werkzeugbau und bei der Bearbeitung von Werkstücken genügt
Es versteht sich, daß die als Anschlag dienende

5 Oberfläche der Aufspannplatte 2 präzisionsbearbeitet und geschliffen ist, daher weist die in Fig.2 mit dem Bezugszeichen A angegebene Dicke der Aufspannplatte 2 eine Bearbeitungsgenuuigkeit auf, die der Rastergenauigkeit von ±0,01 mm entspricht.

ίο Die Präzisionsmeisterplatte muß nicht von Anfang an mit im präzisen Rasterabslandsmaß angeordneten und herausragenden Stiften versehen sein, auf die die Einsatzbuchsen für die jeweilige Rasterspannplatte aufgeschoben werden; es ist auch möglich, die Präzisionsmeistcrplatte nur mit, selbstverständlich im hochpräzisen Rasterabslandsmaß liegenden Bohrungen zu versehen, in die dann den erwähnten Einsteckstiften ähnliche Stifte eingeführt werden, die dann zur Zentrierung der Präzisions-Einsatzbuchsen für die

Spannplatten dienen.

Das beschriebene Einsetzen der Buchsen ist nicht nur für Aufnahmeplatten aus Metall, wie beispielweise Gußeisen geeignet, sondern auch für Kontrollplatten aus Marmor oder Platten für elektrische Zwecke aus

2"> Glas oder Acrylglas.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. Verfahren zur Herstellung der Aufnahmeplatte einer Vorrichtung zum paßgenauen und hochpräzisen Aufspannen und Befestigen von zu bearbeitenden Werkstücken oder für den Vorrichtungsbau, in der in festgelegten Koordinatenabständen zur Bildung eines Rastersystems Einsatzbuchsen enthaltende Bohrungen angeordnet sind, die der Aufnahme und Befestigung von Anschlage für Werkstücke bildende AufnahmeteDen, beispielsweise Aufspannwinkeln, Anschlag- oder Auflageleisten ocLdgL dienen, wobei in der Aufnahmeplatte zunächst die Bohrungen erzeugt und dann in diese die Buchsen eingesetzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß