DE2646951B2

DE2646951B2 - Befestigungseinrichtung für Werkzeuge an Funkenerosionsmaschinen

Info

Publication number: DE2646951B2
Application number: DE19762646951
Authority: DE
Inventors: Boerje Vaellingby Ramsbro (Schweden)
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-10-18
Filing date: 1976-10-18
Publication date: 1979-08-16
Also published as: CH627107A5; DE2646951A1; DE2646951C3

Description

Die Erfindung betrifft eine Befestigungseinrichtung für Werkzeuge an Funkenerosionsmaschinen oder für ähnlich zu befestigende, nicht umlaufende Werkzeuge mit zylindrischem Schaft, bestehend aus einem Spannfutter mit einer zylindrischen Aufnahme für den Schalt und aus Referenzflächen an Spannfutter und Schaft zur Fixierung des Schaftes in Höhe und Winkel im Spannfutter. Unter Werkzeugen wird hier das gesamte Zubehör verstanden; mit Bezug auf eine Funkenerosionsmaschine also Elektroden, Elektrodenhalter, Meßuhren, Prüfdorne od. dgl. Unter Spannfutter sind allgemein Schnellspannfutter, vorzugsweise mit hydraulischer Spannung, Spannzangen od. dgl. zu verstehen.

Insbesondere bei Funkenerosionsmaschinen bilden Herstellung und Befestigung der Elektroden ein meßtechnisches Problem, da bei der Formgebung durch Abtragen mittels Funkenerosion an dem Werkstück gleichzeitig über der ganzen aktiven Elektrodenzone Material abgetragen wird und nicht wie bei der üblichen spanabhebenden Bearbeitung mehrere Arbeitsgänge mit zwischengeschalteten Kontrollvorgängen möglich sind, um die endgültigen Maße zu erzielen.

Das Resultat einer funkenerosiven Bearbeitung ist

Hi daher davon abhängig, daß vor Beginn der Arbeit eine einwandfreie Vermessung der Elektrode durchgeführt wird und die Lagefixierung an der Pinole mit höchster Genauigkeit erfolgt; so soll bei einem Elektrodenausiausch die Zentrumsabweichung 0,005 mm nicnt überschreiten. Die Befestigung eines Zubehörs, insbesondere einer Elektrode muß sowohl in einem gewissen Verhältnis zur Vorschubrichtung der Pinole als auch winkelfixiert zu den Koordinaten des Maschinentisches sowie zum Werkstück erfolgen.

.'ι» Bei einer bekannten Befestigungseinrichtung der eingangs genannten Art weist das hintere Ende des Werkzeug- bzw. Halterschaftes eine Schrägfläche auf, die mit einer in der Aufnahme des Spannfutters angeordneten, als Referenzfläche dienenden Anschlages fläche zur Fixierung sowohl in axialer Richtung, d. h. in der Höhe mit Bezug auf die freie Stirnfläche der Aufnahme, als auch in azimutaler Richtung, d. h. im Winkel mit Bezug auf eine Nullmarke des Spannfutters, zusammenwirkt (DE-OS 2109 270). Zur Festlegung

"' weist der Schaft noch eine kegelförmige Eindrehung auf für eine Sicherungsschraube, die in einer schräg gerichteten Bohrung in der Wandung des Spannfutters verstellbar ist.

Nachteilig bei dieser und ähnlichen bekannten Einrichtungen, die mit konischen oder keilförmigen Spann- oder Referenzflächen arbeiten, ist, daß je nachdem, wie kräftig der Schaft in die Aufnahme des Spannfutters eingeführt und/oder wie stark die Sicherungsschraube angezogen wird, sich — wenn auch

" geringe — Toleranzen in der Höhenreferenz ergeben. Ein weiterer Nachteil ist die sehr aufwendige Formgebung gerade an dem in großer Stückzahl vorliegenden Teil der Einrichtung, nämlich dem Werkzeug- bzw. Werkzeughalterschaft.

■· Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Befestigungseinrichtung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die die erwähnten Nachteile nicht aufweist und ohne formgebende Bearbeitung der zylindrischen Teile von Aufnahme und Schaft eine

'■"' eindeutige Fixierung des letzteren in Höhe und Winkel unter einer definierten, vorgegebenen Andruckkraft ermöglicht.

Diese Aufgabe wird in überraschend einfacher Weise dadurch gelöst, daß eine freie Stirnfläche der Aufnahme

" ■ und ein neben dieser angeordneter achsparalleler Bolzen die Referenzflächen des Spannfutters für Höhe und Winkel bilden und daß der Schaft einen radial vorstehenden Stift aufweist, der mittels eines federbelasteten Spanngliedes gegen Stirnfläche und Bolzen

" andrückbar ist. Vorzugsweise sind Bolzen und Stift gehärtete Zylinder. Die Justierung der Nullmarke für den Winkel wird besonders einfach, wenn der Bolzen mittels eines zu seiner Achse exzentrischen Zapfens in der Wandung des Spannfutters drehbar gelagert und feststellbar ist.

Mit der erfindungsgemäßen Anordnung können für den Schaft eines Werkzeuges oder Werkzeughalters und für die Aufnahme im Spannfutter glatte zylindrische

Körper verwendet werden, deren aufeinander bezogene Durchmesser lediglich die für solche Spannfutter üblichen Toleranzen einhalten müssen. Die Erfindung ist daher besonders für hydraulische Spannfutter geeignet.

Die Auflage des Stiftes auf der Stirnfläche des Spannfutters gibt die Höhenfixierung und die Anlage des Stiftes gegen den Bolzen gibt die Winkelfixierung. Das federbelastete Spannglied stellt sicher, daß Auflage und Anlage unte-, immer gleichbleibenden Bedingungen stehen, daß kein freies Spiel bleibt, daß aber auch keine Verklemmungen auftreten.

In Weiterbildung der Erfindung sind der Bolzen und das federbelastete Spannglied in einen um die Aufnahme drehbaren und in jeder Stellung festklemmbaren Referenzring eingesetzt, mit dem die Nullmarke für den Winkel mit Bezug auf sonstige Referenzflächen am Spannfutter nach Bedarf eingerichtet werden kann. Der Grundgedanke, die dem Spannfutter zugeordnete Referenzfläche in Gestalt eines bezüglich des Spannfutters dreh- und einstellbaren Einsatzes auszuführen, ist bereits bei der erwähnten bekannten Befestigungseinrichtung verwirklicht

Einzelheiten sind Gegenstand der Unteran^prüche. Sie werden mit der Erfindung an einigen Ausführungsbeispielen erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind. In diesen zeigt

Fig. 1 Seitenansichten des Spannfutters, seiner Einzelteile und eines Werkzeug- oder Werkzeugträgerschaftes mit eingesetztem Stift;

F i g. 2 eine Draufsicht auf das Spannfutter gemäß Fig.l;

Fig.3 einen Längsschnitt durch das Spannfutter längs der Linie lll-lll in F i g. 2;

F i g. 4 einen Querschnitt durch das Spannfutter längs der Linie IV-IV in Fig.l;

F i g. 5 Seitenansichten abgewandelter Ausführungen des Spannfutters und Schaftes und

Fig. 6 eine Draufsicht auf das Spannfutter gemäß F ig. 5.

Die Zeichnung zeigt ein hydraulisches Spannfutter mit einem massiven Körper 1, in den zentrisch eine dünnwandige Spannhülse 2 eingesetzt ist. Diese ist auf der Stirnfläche 1.1 des Spannfutters zu einem Flanschring 2.1 umgebördelt und bildet mit zwei ringförmigen Hohlräumen in dem Körper 1 zwei Druckkammern, die auf eine nicht näher dargestellte Weise miteinander und mit eintr Zuleitungsbohrung 4 in Verbindung stehen, durch die eine hydraulische Flüssigkeit unter Druck zugeführt werden kann. Mit der Spannhülse 2 wird der Schaft 20 eines Werkzeuges oder Werkzeugträgers festgespannt, wenn auf die Druckkammern 3 Druck gegeben wird, unter dem sich die dünnwandige Spannhülse 2 nach innen verengen will.

Zuvor muß der Schaft 20 in axialer und azimutaler Richtung fixiert werden. Hierzu dient ein in den Schaft 20 radial eingesetzter Stift 21 (Fig. 1). Als Referenzflächen für diesen Stift dienen an dem Spannfutter die Stirnfläche des Flanschringes 2.1 und ein daneben in die Stirnfläche 1.1 eingesetzter Bolzen 5. In den F ί g. I und 2 ist der Stift 21 zur Veranschaulichung in dünnen Linien eingezeichnet.

Der Bolzen 5 ist mittels eines Exzenterzapfeiis 5.1 in einer Bohrung im Körper I verdrehbar gelagert, so daß die Ausrichtung der Nullmarke der Winkelstellung am Spannfutter — bezogen auf den vorgegebenen Durchmesser des Stiftes 2t — auf einfache Weise genau einjustiert werden kann \Fig. 2). Nach dem |ustieren wird die Einstellung des Bolzens 5 durch eine (nicht dargestellte) Sicherungsschraube gesichert.

Von dem Stift 21 am Schaft 20 aus werden alle Höhen- und Winkelmaße eines Werkzeuges abgetragen. Der Stift 21 liegt bei eingesetztem Schaft 20 auf ϊ dem Flanschring 2.1 auf, dessen Oberfläche plangeschliffen ist, und gegen den Bolzen 5 an mit einer Kraft, die mittels eines Spannhebels 6 aufgebracht wird. Dieser Spannhebel 6 weist eine keilförmig angeschrägte Nase 6.1 auf, welche den Stift 21 übergreift (Fig. 1, 2) und

ίο gegen die beiden Referenzflächen 2.1 und 5 drückt Der Spannhebel 6 ist mit einer Achse 6.2 in einer Bohrung des Körpers 1 schwenkbar gelagert Seine Achse weist am unteren Ende eine angefräste Fläche 63 auf, gegen die sich eine Blattfeder 7 anlegt (F i g. 4). Die Blattfeder

π ist in einer seitlichen Tasche 1.2 des Körpers 1 untergebracht. Man erkennt aus F i g. 2,4, daß bei einer Drehung des Spannhebels 6 im Uhrzeigersinn dessen Nase 6.1 aus dem Bereich des Stiftes Zl zurückgezogen und die Elattfeder 7 gespannt wird. Sobald der

2(1 Spannhebel 6 losgelassen wird, v/iiwenki ihn die gespannte Blattfeder 7 wieder zurück. \J\r an der Fläche 63 anliegende Blattfeder verhindert auch, daß sich die Achse 6.2 des Spannhebels nach oben aus ihrer Lagerbohrung herausschieben kann.

2"> Wie las Ausführungsbeispiel zeigt, besteht die gesamte Befestigungseinrichtung bis auf Spannhebel und Blattfeder aus wenigen rotationssymmetrischen Bauteilen, die auf einfache Weise genau maßhaltig herzustellen sind. Der Zusammenbau zjm Spannfutter

jo bietet ebenfalls keinerlei Schwierigkeiten und kann mit wenigen Handgriffen erfolgen. Die Referenzflächen unterliegen praktisch keiner Abnutzung.

Die Ausführung kann gegenüber dem Ausführungsbeispiel je nach dem Einsatzzweck des Spannfutters

π bzw. Werkzeuges im Rahmen der Erfindung in vielfältiger Weise abgewandelt werden. So kann der Spannhebel 6 statt auf der Stirnfläche 1.1 des Spannfutter-Körpers 1 auch in diesem oder an meiner Seitenfläche um eine zur Grundfläche parallele Achse

4Ii schwenkbar gelagert sein und nur mit seiner Nase 6.1 über die Stirnfläche 1.1 überstehen. Statt des Flanschringes 2.1 der Spannhülse 2 kann auch die plangeschliffene Stirnfläche 1.1 des Körpers 1 selbst als Referenzfläche für die Höhe dienen. Dies gilt insbesondere für den Fall

■ι-, einer andersartigen Spannmethode, aber auch in F i g. 3 könnte der Flanschring 2.1 in eine tiefere Eindrehung eingesetzt sein und mit seiner Stirnfläche tiefer liegen als die Ringfläche 1.1 des Spannfutters.

In F i g. 5 und 6 ist ein Spannfutter mit einem massiven

ίο Körper 11 und einer Fußplatte 11.1 dargestellt, die zwei Referenzflächen X, Y für den Einsatz in weitere Vorrichtungen, Maschinen od. dgl. aufweist. Die Stirnfläche c'es Flanschringes 2.1 bildet auch hier die Referenzfläche für die Höhe (in Achsrichtung des

V₁ Spannfutters).

Der die Winkellage mit Bezug auf die Referenzflächen X, Y bestimmende Bolzen 5 ist jedoch in einen Referenzring 17 eingesetzt, der von einem im Durchmesser abgesetzten Ansatz 11.2 des Körpers ti

no drehbar getragen wird (F i g, 5), In diesen Ansatz ist eine Keilnut 11.3 eingedreht, und der Referenzring 12 kann in einer gewählten Stellung mittels einer in diese Keilnut eingreifenden Madenschraube 13 festgelegt werden. Der Referenzring ha» eine Kerbe 12.1, in die sich der

. ι Stift 21,7 (in Fig. 6 gestrichelt eingezeichnet) einlegen kann. — Diese Anordnung gibt die Möglichkeit, über einen Bereich von 360° kontinuierlich jeden gewünschten Winkel η — ζ. B. gegenüber der Referenzfliiche X

des Spannfutters (vgl. Fig. 6) — als Nullmarke des Referenzwinkels für die Ausrichtung des Werkzeuges zu wählrn. Zu diesem Zweck kann eine Winkelteilung mit Nonius zwischen den Teilen 11,12 angebracht sein.

An einem Rand der Kerbe ist, etwas vorstehend, der Bolzen 5 in den Referenzring 12 eingesetzt. An dem anderen Rand der Kerbe tritt eine Rastkugel 14 hervor, die in einer Bohrung 12.1 des Referenzringes 12 gelagert und von einer Druckfeder 15 belastet ist. Die Achse dieser Bohrung 12.1 liegt etwas höher als die ι Achse des Stiftes 21a, so daß die Rastkugel 14 wie ein Schnepper den Stift 21a zugleich gegen den Bolzen 5 und auf die Stirnfläche des Flanschringes 2.1 drückt.

Diese Ausführungsform des federbclastetcn Spanngliedes für den Stift kann selbstverständlich auch bei ' dem Spannfutter gemäß Fig. 1—4 anstelle des Spannhebels 6 verwendet werden. Es ist c!ann, wie ein Vergleich von Fig. I mit Fig.6 erkennen läßt, leicht möglich, statt nur eines Bolzens 5 deren drei oder vier,

. am Umfang beliebig versetzt, auf der Stirnfläche 1.1 des Körpers I anzuordnen, um drei oder vier diskrete Referenzwinkellagen zur Verfügung zu haben.

Fig. 5 zeigt schließlich noch eine Variante zu der Ausführung des Werkzeug- bzw. Werkzeugträgerschafte·: gemäß F i g. I mit in eine Q^l|erbohrung eingesetztem Referen/stift. bei der der Stift 21,i ein fingerartiger Ansatz an einem Ring 22 ist, der auf den Schaft 20 aufgezogen, /.. B. aufgeschrumpft und/oder mittels einer Madenschraube gesichert ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

\. Befestigungseinrichtung für Werkzeuge an Funkenerosionsmaschinen oder für ähnlich ;tu befestigende, nicht umlaufende Werkzeuge mit zylindrischem Schaft, bestehend aus einem Spannfutter mit einer zylindrischen Aufnahme für den Schaft und aus Referenzflächen an Spannfutter und Schaft zur Fixierung des Schaftes in Höhe und Winkel im Spannfutter, dadurch gekennzeichnet, daß eine freie Stirnfläche (1.1, 2.1) dur Aufnahme und ein neben dieser angeordneter achsparalleler Bolzen (5) die Referenzflächen des Spannfutters für Höhe und Winkel bilden und dsiß der Schaft (20) einen radial vorstehenden Stift (21) aufweist, der mittels eines federbelasteten Spanngliedes (6) gegen Stirnfläche und Bolzen andrückbar ist
2. Befestigungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Bolzen (5) und Stift (21) gehärtete Zylinder sind.
3. Befestigungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannglied ein seitlich des Bolzens (5) drehbar gelagerter Spannhebel (6) ist, der mit einer Keilfläche (6.1) den Stift (21) übergreift.
4. Befestigungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bolzen (5) mittels eines zu seiner Achse exzentrischen Zapfens (5.1) in der Wandung des Spannfutters drehbar gelagert und feststellbar ist.
5. Befestigungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannhebel (6) mit einer Achse (6.2) in einer Bchrunf der Wandung des Spannfutters schwenkbar gelagert ist und seine Achse eine plane Fläche(6.3) aufweist, gegen die sich eine im Spannfutter-Körper (1) angeordnete Blattfeder (7) anlegt.
6. Befestigungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stift (21) in den Schaft (2) eingesetzt ist.
7. Befestigungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stift (2Ia^ Teil eines Ringes (22) ist. der auf den Schaft (20) aufgezogen ist.
8. Befestigungseinrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Bolzen (5) und das federbelastete Spannglied (14) in einen um die Aufnahme drehbaren und in jeder Stellung fesi:- klemmbaren Referenzring (12) eingesetzt sind.