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Werkzeugantrieb und Werkzeuganordnung einer Drehmaschine.
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Die Erfindung betrifft den Werkzeugantrieb und die Werkzeuganordnung
einer Drehmaschine mit ahhsparallel zur Hauptspindel verfahrbaren und in mehreren
Winkellagen schaltbaren Trommelrevolverscheibe, welche über einen Indexierarm mittels
Indexierbolzen geführt und gegen Verdrehung gesichert ist.
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Seit Einführung der numerischen Steuerungen im Drehmaschinenbau wurden
erhebliche Anstrengungen der Werkzeugmaschinenherst eller unternommen Werkzeugsysteme
zu erarbeiten, mit welchen ohne Einschränkung des max. Drehbereiches und einer Vielzahl
von Werkzeugen kollosionsfrei gearbeitet werden kann. So wurde z.B.
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das Konzept der konventionellen Drehbank beibehalten, jedoch der Flachtischrevolver
mit Drehachse 900 versetzt zur Hauptspindel von 4 Werkzeugaufnahmen auf 10 und mehr
Werkzeugaufnahmen erweitert. Auch eine Möglichkeit, anstelle eines Flachtischrevolvers
einen weiteren Revolver oder zusätzliche Fixwerkzeuge auf einem gemeinsamen Schlitten
aufzubringen, wurde ausgeschöpft. Dem Blachtischrevolver mit 2 hintereinander liegenden
Werkzeugebenen für getrennte Innen-Außenbearbeitungswerkzeuge sind, wie bei den
anderen vorerwähnten Systemen, Grenzen -gesetzt. Grundsätzlich gilt die Regel, jelgrößer
die Werkstücke desto geringer wird das kollosionsfreie Werkzeugangebot. Das gleiche
trifft selbst auf diese Maschinen zu, welche auf einem gemeinsamen Schlitten 2 Plachtischrevolver
tragen, die je nach Bedarf in n Arbeitsraum ein- bzw.
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ausgeschwenkt werden.
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Der irommelrevolver mit Drehachse parallel zur Hauptspindel hat den
Vorzug, eine große Anzahl von Außenbearbeitungswerkzeugen aufzunehmen, welche kollosionsfrei
Wellendrehteile bearbeiten können. Bei gemischter Bearbeitung, also ein Wechsel
zwischen Innen-und Außenbearbeitung, reduziert das Werkzeugangebot, und zwar dann,
wenn der maximale Drehbereich genutzt wird. Hinzu kommt noch, daß wegen der fliegenden
Lagerung des Trommelrevolvers auf dem Schlitten der Stabilität wegen die Maße des
Außendurchmessers der Werkzeugscheibe nicht beliebig groß gehalten werden können.
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Ein kollosiohefreies Werkzeugsystem mit therretisch unbegrentem Werkzeugangebot
ist nur durch einen Werkzeugwechsel zu erreichen. Der Nachteil besteht jedoch darin,
daß die für das Drehen erforderliche Genauigkeit vom automatischen Werkzeugwechsler
nicht erbracht werden kann. Darüber hinaus ist der Anschaffungspreis solcher Einrichtungen
derart hoch, daß in den meisten Fällen ein wirtschaftlicher Einsatz nicht gegeben
ist.
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Die Vorliegende Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, ein kollosionsfreies
in sich starres Werkzeugsystem mit einer Vielzahl von Werkzeugplätzen zu schaffen
und darüber hinaus die Drehmaschine mit weiteren Bearbeitungsmöglichkeiten auszustatten
mit dem Ziel, eine Senkung der Produktionskosten herbeizuführen.
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Die Aufgabe wurde erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine in mehreren
Winkellagen schaltbare Trommelrevolverscheibe zwei um das Drehzenttum liegende Werkzeugkreise
aufweist, wobei der innere Werkzeugkreis ausschließlich für die Innenbearbeitung
und der äußere Werkzeugkreis nur für die Außenbearbeitung ausgelegt ist.
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Das setzt jedoch eine im Außendurchmesser große Trommeirevolverscheibe
voraus. Um die erforderliche Stabilität bei der Bearbeitung zu erreichen, wurde
die Revolverachse ( längsführung) durch das Zentrum der Trommelrevolverscheibe,
welche zusammen ein festes Bauteil bilden, geführt. Die Pertigungsgenauitkeit und
die Ver#rehungssicherung werden durch den Indexierarm, der weit außerhalb des Werkzeugschwingdurchmessers
von zwei Indexierbolzen geführt wird, erreicht. Die Kopplung der Trommelrevolverscheibe
mit dem Indexierarm erfolgt über eine Verzahnung, welche durch Relativverschiebung
den als druckmittelbetätigten Indexierarm miteinander verbinden bzw. außer Eingriff
gebracht wird. Durch diese Anordnung der Kopplungsmittel wird erreicht, daß der
Indexierarm bei sämtlichen Winkelstellungen des Revolvers die gleiche Winkellage
beibehalten kann.
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Durch die Druckmittelbetätigung der Kopplungsmittel wird eine praktisch
starre Verbindung von Indexierarm und Trommelrevolverscheibe ermöglicht.
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Siehe hierzu: Offenlegungsschrift 1811 958 4.6.70 Ausgeleschrift 1811
958 21.2.74 Die Tro#melrevolverscheibe wird durch die Revolverachse nur in Längsrichtung
bewegt. Die Planbewegung erfolgt über die Querverschiebung der Hauptspindel zur
Revolverachse und der Indexierbolzen.
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Durch den konstruktiven Aufbau der Maschine wird der Abstand zwischen
Hauptspindel und Revolverachse bestimmt und der innere und äußere Werkzeugkreis
zwangsläufig festgelegt. Der innere Werkzeugkreis nimmt 8 kollosionsfreie Werkzeuge
auf, während der äußere Werkzeugkreis die Aufnahme von 16 kollosionsfrei arbeitenden
Werkzeugen ermöglicht. Die Kollosionsfreiheit der Werkzeuge unterliegt keiner Einschränkung
und ist ausgelegt für den max. Drehbereich der Maschine.
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Die Innenbearbeitungswerkzeuge können mit mehreren Stählen bestückt
werden und über ein Getriebe, welches am Indexierarm angeordnet ist, nacheinander
in Arbeitsstellung gebracht werfen. Dadurch wird die Anzahl der zur Verfügung stehenden
Innenbearbeitungswerkzeuge vervielfacht. Eine weitere Xöglichkeit, die Bearbeitungsaufgaben
der Drehmaschine zu erweitern besteht darin, Innenbearbeitungswerkzeuge durch das
am Indexierarm befestigte Getriebe als Rotationswerkzeug arbeiten zu lassen. Bei
stehender fixiert er Spindel können dadurch auch außerhalb des Drehzentrums Bearbeitungsaufgaben,
wie Bohren, Senken, Reiben, Gewindeschneiden, Fräsen, Drehen usw. ausgeführt werden.
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Das Getriebe wird durch die Relativbewegung zwischen Trommelrevolverscheibe
und Indexierarm gekoppelt und bei Bedarf zu- bzw. abgeschaltet, wobei die Funktionen
~ Stahlschneidewechsel bzw. Rotationswerkzeug" angewählt werden kann.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt
und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 die Vorderansicht der
Maschine mit erfindungsgemäßer Werkzeuganordnung.
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Fig. 2 die Maschine in Seitenansicht mit Werkzeuganordnung in Grundstellung.
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Fig. 3 die Maschine in Draufsicht mit Außendrehwerkzeug im Schnitt.
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Fig. 4 die Maschine in Draufsicht mit Innendrehwerkzeug im Schnitt.
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Fig. 5 Die Vorderansicht der Maschine mit Zusatzgetriebe für Stahlschneidewechsel
und Rotat ionswerkz eug.
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Fig. 6 die Maschine in Draufsicht mit Rotationswerkzeug.
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Fig. 7 Einzelheit des Stahlschneidewechslers.
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Fig. 8 Einzelheit des Rotationswerkzeuges.
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Die in Fig. 1-4 gezeigte Maschine mit erfindungsgemäßer Werkzeugausstattung
besteht aus einem Maschinenständer 1, der als Lagerstelle für die in Längsrichtung
verfahrbare Revolverachse 2 dient.
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Fest mit dem Revolver 2 verbunden ist die Trommelrevolverscheibe 3
mit den Außendrehwerkzeugen 7 und Innendrehwerkzeugen 8,Die Trommelrevolverscheibe
3 mit der im Zentrum liegenden Verzahnung 6 wird von der Gegenverzahnung des Indexierarmes
4 durch die außerhalb des Werkzeugschwingkreises liegenden Indexierbolzen 5 zentriert
und gegen Verdrehung gesichert. Der Spindelstock 9 ist quer zur Revolverachse 2
und der Indexierbolzen 5 verfahrbar und dient zum Planen. Die Hauptspindel im Spindelstock
9 trägt das Spannfutter 10 mit Werkstück 11. In der Trommelrevolverscheibe 3 sind
um das Zentrum im Abstand von 45 Grad stirnseitig 8 Bohrungen zur Indexierung und
Aufnahme von Innenbearbeitu4gswerkzeugen 8 vorgesehen. Am Außendurchmesser der Trommelrevolverscheibe
3 dagegen sind um das Zentrum im Abstand von 22,5 Grad 16 Werkzeugaufnahmen für
Außenbearbeitungswerkzeug 7 vorhanden.Um den max.
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Drehbereich in Länge und Durchmesser auszunutzen, sind Innenbearbeitungswerkzeuge
8 zu den iußenbearbeitungswerkzeugen 7 gestaffelt und soweit voneinander entfernt,
daß eine Kollosionsgefahr zwischen Werkstück 11 und Werkzeuge 7 u.8 nicht besteht.
durch diese Anordnung der Werkzeuge verdoppeln sich die Bearbeitungswege sowohl
in Längs- als auch in Planrichtung.
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Die in Fig. 5 uni 6 gezeigte Maschine ist bis auf den Werkzeugantrieb
und der Spindelpositionierung identisch mit der Beschreibung nach Fig. 1 bis 4.
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Die Ergänzung besieht darin, daß am Indexierarm 4 ein Getriebe 12
mit Antriebsmotor 13 und Zahnräder 14 angeflanscht ist. Diese Einrichtung dient
dazu a) Inenbearbitungswerkzeuge 21 ( Fig.7) mit mehreren Stahlschneiden und Funktionen
den Erforderni8sen der Bearbeitungsaufgabe entsprechend zu schalten und zu indexieren;
b) Ir.nenbearbeitungswerkzeuge 20 (Fig.8) in Rotation zu bringen und somit bei stehendem
blockiertem Werkstück auch außerhalb des Drehzentrums Bearbeitungsaufgaben auszuführen.
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Das gezeigte Bohrwerkzeug 20 steckt in einer Werkzeugaufnahmehülse
16, die drehbar in der Trommelrevolverscheibe 3 gelagert ist. Am hinteren Ende der
Werkzeugaufnahmehülse 16 befindet sich eine Antriebskupplung zur Rotationsbewegung
und eine Sperr-Teilscheibe für Indexierung 17. Das Bohrwerkzeug 20 kann somit bei
laufender Spindel und blockiertem Werkzeug Bearbeitungsaufgaben im Zentrum und auch
bei blockierter stehender Spindel und rotierendem Werkzeug außerhalb des Zentrums
Lochkreisbilder durchführen. Das Koppeln der Werkzeugaufnahmehülse 16 mit Antriebsrad
15 erfolgt durch die Relativbewegung des druckmittelbetätigten Indexierarmes 4 mit
der Trommelrevolverscheibe 3. Für die Fertigung von Bohrungen außerhalb des Drehzentrums
wird die im Spindelstock 9 gelagerte Spindel mit einer Teilscheibe 18 ausgestattet,
welche über die Sperre 19blockiert werden kann.
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L e e r s e i t e