DE2658970A1

DE2658970A1 - Werkzeugmaschine zur spanabhebenden bearbeitung von wellen, insbesondere von kurbelwellen

Info

Publication number: DE2658970A1
Application number: DE19762658970
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Gebrueder Heller Maschinenfabrik GmbH
Current assignee: Gebrueder Heller Maschinenfabrik GmbH
Priority date: 1976-12-24
Filing date: 1976-12-24
Publication date: 1978-11-09
Also published as: DE2658970C3; US4180359A; GB1559550A; JPS5816967B2; ATA868277A; JPS5380092A; AT351889B; DE2658970B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine V/erkzeugmaschine zur spanabhebenden Bearbeitung von Wellen und dergl., insbesondere zur Bearbeitung von Kurbelwellen, die jeweils an den Wellenenden in Spannfuttern gespannt sind, mit zwei zur Werkstücklängsachse parallel verfahrbaren Bearbeitungseinheiten mit je einem ringförmigen, um das Werkstück umlaufenden und mit nach innen gerichteten Schneiden versehenen, an der Stirnseite der Werkzeugtrommel befestigten V/erkzeug, wobei einer der Bearbeitungseinheiten eine zusätzliche mitfahrende Werkstückabstützungseinrichtung zugeordnet ist.

Unter solchen Werkzeugmaschinen werden üblicherweise Fräsmaschinen verstanden, doch können damit auch ohne weiteres Schleifmaschinen oder dergl. gemeint sein, für die dann analog das gleiche wie für die Präsmaschinen gilt.

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Werkzeugmaschinen dieser Art dienen insbesondere zur Kundbearbeitung der Lagerzapfen der Haupt- und Hublager sowie zur Flächenbearbeitung der Kurbelwangen und Gegengewichtsflächen von geschmiedeten und gegossenen Kurbelwellen·

Gattungsgemäße Werkzeugmaschinen sind z. B. durch den Prospekt 8-4550-11.73 "Haupt- und Hublagerbearbeitung von Kurbelwellen durch Rundfräsen" der Firma Gebr. HELLEE, Nürtingen und den Prospekt Boe 203 d/12.75 "Produktions-Kurbelwellen-Wirbelmaschinen" der Firma Gebr. BOEHRINGER, Göppingen bekannt.

Die jeweils einer der beiden Bearbeitungseinheiten zugeordnete Abstützungseinrichtung ist hierbei so angeordnet, daß immer unmittelbar neben der jeweiligen Bearbeitungsstelle dieser Bearbeitungseinheit an der Kurbelwelle abgestützt wird. Dies ist notwendig, damit die an sich biegevelche Kurbelwelle sich nicht unter den Bearbeitungskräften durchbiegt.

Werden auf diesen Maschinen Haupt- und Hublager gleichzeitig bearbeitet, 80 stützt die Abstützeinrichtung die Kurbelwelle an einem zuvor bearbeiteten Hauptlager ab und die eine Bearbeitungeeinheit, der die Abstützungeeinrichtung zugeordnet ist, bearbeitet das links von der Abstützstelle gelegene Hublager und die andere Eearbeitunge-

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einheit bearbeitet das rechte von der Abstützstelle gelegene nächstfolgende Hauptlager₀ Daraufhin verfahren beide Bearbeitungseinheiten zum nächsten Lagerpaar, vrobei die Abstützung in dem zuvor bearbeiteten Hauptlager erfolgte Die Bearbeitung erfolgt entsprechend bis zum letzten Lagerpaar_o Zuletzt wird das letzte Hublager alleine bei Abstützung im letzten Hauptlager bearbeitet.

Diese Bearbeitungsweise benötigt somit so viele Bearbeitungsdurchgänge, wie die Anzahl der Hublager sowie einen zusätzlichen Bearbeitungsgang für das erste Hauptlager_o

Zur wirtschaftlicheren Bearbeitung von Kurbelwellen ist es nun bekannt, zunächst alle Hauptlager auf einer speziellen Hauptlagerbearbeitungsm&schine in einem einzigen Bearbeitungsgang zu bearbeiten und dann die Bearbeitung der Hublager auf einer gattungsgemäßen Werkzeugmaschine vorzunehmenο

Diese BearbeitungsvjGis© erbringt eine wesentliche Leistungssteigerung, da nur für je zwei Hublager ®in Boarbeitungedurchgang benötigt wird, sorno einoa zusätzlichen Boarboitungsdurchgaag für eil® Hauptlager auf eiaor ep©&i®llea Hauptlagormaochine_o

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Bei der gleichzeitigen Bearbeitung von zwei Hublagern ist es aber zur optimalen Bearbeitung notwendig, daß jeweils die auf einer gemeinsamen Achse liegenden Hubzapfen miteinander bearbeitet werden;

d. h., bei Maschinen mit bei der Bearbeitung rotierenden Kurbelwelle (System HELLER) aus Gründen der günstigsten Schnittbedingungen - variable Rundvorschubgeschwindigkeit in Abhängigkeit der Winkelstellung des Hubzapfens, -

bei Maschinen mit feststehender Kurbelwelle und exzentrisch um diese herumrotierendem Werkzeug (System BOEHKINGER) auf Grund der Lage der Hubzapfenmitte, die bei dieser Maschine zur Bearbeitung immer in Hauptlagerachshöhe bzw. Mittenhöhe des äußeren Wirbelkreisels gedreht werden muß.

Aus diesen Gründen müssen z. B. bei 6-Zyl.-Kurbelwellen die immer gleichachsig liegenden Hubzapfen 1 und 6; 2 und 5 sowie 3 und h jeweils gemeinsam bearbeitet werden.

Da die zusätzlich· W«rkstückabctützungs«inrichtuag aber einer bestimmten B«arb«itung«*i»h«it *ug«orde»t ist, Ί»·4·*ΐ·ΐ dies, daß dies· Abetützungscimricatuns ■·! der Bearbeitung 4*r ä«I«r«K Hubzapfen nur neb·» eine* der beide* lubstiapf·» *i· Kurbelwelle am benachbarten Hauptlagcr abstützt, der amdere Ivtsapf·* aber je nack Groß· d·« Alistamdec zur AlistMtiiMigscimricktiHig ·**·?γ··1ι·*4·*. Au««=

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biegungen unterworfen ist» Aus diesem Grunde wurden die gattungsgemäßen Werkzeugmaschinen zur reinen Hublagerbearbeitung bislang nur für die Bearbeitung von kleineren Kurbelwellen wie z. B. ^-Zylinder PKW-Kurbelwellen eingesetzt.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, diese Mängel zu beseitigen und eine Werkzeugmaschine der eingangs geschilderten Art zu schaffen, bei der die Kurbelwelle immer neben der jeweiligen Bearbeitungsstelle abgestützt werden kann und die Anzahl der Hubzapfen und die Größe der Kurbelwelle keinen Einfluß auf die Bearbeitungsgenauigkeit hat»

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst^ daß jeweils beide Bearbeitungseinheiten mit einer zusätzlichen V/erkstückabstützungs= einrichtung versehen sind und daß zumindest eine dieser Abstützungseinrichtungen axial über den aus der Bearbeitungseinheit vorkragenden Teil der Werkzeugtrommel in eine Buheposition verschiebbar ist.

Die mit dieser Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin, daß es nunmehr möglich ist, soiiohl bei der Bearbeitung der jeweils äußeren Hublager direkt neben beidsn Bearbeitungsstellen am benachbarten Hauptlager die Kurbelwelle abzustützen als auch bei der Bearbei= tung der inneren Hublager mit einer Abstützungseinrichtungen direkt zwischen den beiden Bearbeitungsstellen am mittleren Hauptlager abzustützen, xvährend dann die andere Abstütsungseinrichtung sich in einer Suheposition befindet und eine gegenseitige Behinderund der beiden Abstützungseinrichtungen damit ausgeschlossen ist»

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Für die Bearbeitung von Kurbelwellen, bei denen zwischen den beiden gleichzeitig zu bearbeitenden Hublagern kein Hauptlager vorhanden ist, d. h. diese direkt nebeneinander liegen wie z. B. bei zweifach gelagerten 2-ZyI.-Kurbelwellen, wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß beide AbstütZungseinrichtungen jeweils axial über den vorkragenden Teil der Werkzeugtrommel in eine Ruheposition verschiebbar sind.

In zweckmäßig weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Abstützungs einrichtung als C-förmiger, mit Werkstückabstützbacken versehener Grundrahmen ausgebildet, wobei die axiale Verschiebebewegung der Abstützungseinrichtung durch zwei synchron arbeitende Verstellantriebe bewirkt wird.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in einem Ausführungsbeispiel dargestellt und zwar zeigen

Fig. 1 eine Längsansicht der Werkzeugmaschine, teilweise im Schnitt, in Blickrichtung X entsprechend Fig. 2,

Fig. 2 einen Schnitt I-I entsprechend Fig. 1,

Fig. ^a - 3c den schematischen Bearbeitungsäblauf am Beispiel einer 6-Zyi.-Kurbelwelle.

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Die in der Zeichnung dargestellte Werkzeugmaschine besteht aus einem Maschinenbett 10, welches auf einem Fundament mit geneigter Auflagefläche befestigt ist, zwei darauf montierten, mit synchron angetriebenen Spannfuttern 11 und 11' versehenen Spannstöcken 12 und 12', zwei Bearbeitungseinheiten 13 und 13', bestehend aus zwei Ständern 1*f und 1V, die je einen Querschlitten 15 und, 15' und je eine Werkstückabstützungseinrichtung 16 und 16' tragen.

Die Ständer 1*t und 1V sind achsparallel zu der in den Spannfuttern 11 und 11' gespannten Kurbelwelle 17 in Längsführungen 18 auf dem Maschinenbett 10 verfahrbar und durch je ein Antriebsaggregat 19 und 19' über eine Kugelrollspindel 20 und 20' angetrieben.

Da die Bearbeitungseinheiten spiegelbildlich ausgeführt sind, werden die weiteren Einzelheiten am Beispiel der rechten Bearbeitungseinheit 13 erläutert.

Der Ständer 1*f trägt einen Querschlitten 15» der in zwei Führungen 22 und 23 unterhalb und oberhalb der Kurbelwellenmittenachse Zh spielfrei geführt und quer zur Maschinenbettlängsführung 18 verfahrbar ist.

Im Querschlitten 15 ist eine Werkzeugtrommel 25 in vorgespannten Wälzlagern 26 spielfrei gelagert und durch ein nicht näher dargestelltes Antriebsaggregat über ein Zahnrad 27 angetrieben. Die

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Werkzeugtrommel 25 kragt in Richtung Maschinenmitte aus dem Querschlitten 15 hervor und trägt an seiner Stirnseite ein ringförmiges Fräswerkzeug 28 mit nach innen gerichteten Schneiden 29·

Die Werkstückabstützungseinrichtung 16 besteht aus einem C-förmigen Grundrahmen 30, der an dem Ständer 14 in zwei Führungen 31, geführt ist und über zwei synchron arbeitende Verstellantriebe 3k, aohsparallel zur Kurbelwellenmittenachse 2k von der Arbeitsstellung in eine Ruhepoeition und umgekehrt verfahrbar ist. Der C-förmige Grundrahmen 30 trägt zwei Werkstückabstützbacken 38 und 39, die angetrieben durch ein Antriebsaggregat ^O über eine mit einem Links- und Rechtsgewinde versehenden Spindel 41 senkrecht zur Grundrahmenführung 31, 32 gegeneinander verstellt werden können und welche die Kurbelwelle während der Bearbeitung in einem Hauptlager zentrisch abstützen.

Der Verstellbereich der Werkstückabstützungseinrichtung 16, d. h. der Verfahrweg des Grundrahmehs 30 im Ständer Ik ist so ausgelegt, daß der Grundrahmen 30 in Abstützposition sich axial vor dem Fräswerkzeugring 28 befindet und zwar so, daß die Werkstückabstützbacken 38 und 39 an demjenigen Hauptlager in Abstützeingriff gelangen können, welchem dem zu bearbeitenden Hublager direkt benachbart ist. Für den Fall, daß die Werkstückabstützungseinrich-

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tung 16. in Ruheposition zurückgezogen sein muß - wie in Fig. 1 strichpunktiert dargestellt - wird der Grundrahmen 30 mit in Endstellung zurückgefahrenen Abstützbacken 38 und 39 axial so weit über die vorkragende Werkzeugtrommel 25 verschoben, bis die gesamte Abstützungseinrichtung 16 nicht mehr über die vorderste Trommelebene hervorragt.

Die Fig. 3a - 3c zeigen am Beispiel einer siebenfach gelagerten Sechs-Zylinder-Kurbelwelle den Arbeitsablauf der Werkzeugmaschine.

Alle Hauptlager 1' - 7' sowie der Endflansch 8 und der Endzapfen 9> an denen die Kurbelwelle eingespannt ist, sind hierbei bereits vorbearbeitet.

Im ersten Arbeitsgang (Fig. 3a) werden die Hubzapfen 1 und 6 bei gleichzeitiger Abstützung in den Hauptlagern 2' und 6^f bearbeitet.

Im zweiten Arbeitsgang (Fig. 3b) werden die Hubzapfen 2 und 5 bei gleichzeitiger Abstützung in den Hauptlagern 3¹ und 5' bearbeitet.

Im dritten Arbeitsgang (Fig. 3c) werden die Hubzapfen 3 und h bearbeitet, wobei mit einer Abstützungseinrichtung am Hauptlager k* abgestütztv.w.ird, während die andere Abstützungseinrichtung sich in ihrer Ruheposition befindet.

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eerseite

Claims

Gebr. HELLER TP/GRU/P 131 GH

Maschinenfabrik GmbH

Nürtingen Nürtingen, den 23· Dez.

Ansprüche

Werkzeugmaschine zur spanabhebenden Bearbeitung von Wellen und dergl., insbesondere zur Bearbeitung der Hublager von Kurbelwellen, die jeweils an den Wellenenden in Spannfuttern gespannt sind, mit zv/ei zur Werkstücklängsachse parallel verfahrbaren Bearbeitungseinheiten mit je einem ringförmigen, um das Werkstück umlaufenden und mit nach innen gerichteten Schneiden versehenen, an der Stirnseite der Werkzeugtrommel befestigten Werkzeug, v/obei einer der Bearbeitungseinheiten eine zusätzliche mitfahrende Werkstückabstützungseinrichtung zugeordnet ist,

dadurch gekennzeichnet ,

daß jeweils beide Bearbeitungseinheiten (13? 13') mit einer zusätzlichen Werkstückabstützungseinrichtung (16, 16') versehen sind und daß zumindest eine dieser Abstützungseinrichtungen (16) axial über den aus der Bearbeitungseinheit vorkragenden Teil der Werkzeugtrommel (25) in eine Buheposition verschiebbar ist ο

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2. Werkzeugmaschine nach Anspruch dadurch gekennzeichnet ,

daß beide AbstütZungseinrichtungen (16, 16') jeweils axial über den vorkragenden Teil der WerkzeugtrDtnmel (25) in eine Ruheposition verschiebbar sind.

3· Werkzeugmaschine nach Anspruch 1 oder dadurch gekennzeichnet ,

daß die AbstütZungseinrichtung (16 bzw. 16') als C-förmiger, mit Werkstückabstützbacken (38, 39) versehender Grundrahmen (30) ausgebildet ist und die axiale Verschiebebewegung der Abstützungseinrichtung durch zwei synchron arbeitende Verstellantriebe (3^1 35) bewirkt wird.

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