DE2658970C3

DE2658970C3 - Kurbelwellenfräsmaschine

Info

Publication number: DE2658970C3
Application number: DE2658970A
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: 1979-09-20
Also published as: DE2658970B2; GB1559550A; JPS5816967B2; JPS5380092A; US4180359A; ATA868277A; AT351889B; DE2658970A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Fräsmaschine zur spanabhebenden Bearbeitung von Kurbelwellen, die jeweils an den Wellenenden in Spannfuttern gespannt sind, mit zwei zur Werkstücklängsachse parallel verfahrbaren, je einen Querschlitten tragenden Bearbeitungseinheiten, mit in) Querschlitten angeordneter Werkzeugtrommel, die an der Stirnseite ein ringförmiges, um das Werkstück umlaufendes und mit nach innen gerichteten Schneiden versehenes Werkzeug trägt, wobei einer der Bearbeitungseinheiten eine zusätzliche mitfahrende Werkstückabstützungseinrichtung zugeordnet ist

Werkzeugmaschinen dieser Art dienen insbesondere zur Rundbearbeitung der Lagerzapfen der Haupt- und Hublager sowie zur Flächenbearbeitung der Kurbelwangen und Gegengewichtsflächen von geschmiedeten und gegossenen Kurbelweilen.

Gattungsgemäße Werkzeugmaschinen sind z.B. durch den Prospekt 8-4550-11.73 »Haupt- und Hublagerbearbeitung von Kurbelwellen durch Rundfräsen« der Firma Gebr. Heller, 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 biegeweiche Kurbelwelle sich nicht unter den Bearbeitungskräften durchbiegt

Werden auf diesen Maschinen Haupt- und Hublager «> gleichzeitig bearbeitet, so stützt die Abstützeinrichtung die Kurbelwelle an einem zuvor bearbeiteten Hauptlager ab und die eine Bearbeitungseinheit, der die Abstützungseinrichtung zugeordnet ist, bearbeitet das links von der Abstützstelle gelegene Hublager und die <" andere Bearbeitungseinheit bearbeitet das rechts von der Abstützstelle gelegene nächstfolgende Hauptlager. Daraufhin verfahren beide Bearbeitungseinheiten zum nächsten Lagerpaar, wobei die Abstützung in dem zuvor bearbeiteten Hauptlager erfolgt Die Bearbeitung erfolgt entsprechend bis zum letzten Lagerpaar. 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.

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

Diese Bearbeitungsweise erbringt eine wesentliche Leistungssteigerung, da nur für je zwei Hublager ein Bearbeitungsdurchgang benötigt wird, sowie einen zusätzlichen Bearbeitungsdurchgang für alle Hauptlager auf einer speziellen Hauptlagermaschine.

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 Boehringer) auf Grund der Lage der Hubzapfenmitte, die bei dieser Maschine zur Bearbeitung immer in Hauptlagerachshöhe bzw. Mittenhöhe des äußeren Wirbelkreisels gedreht werden muß.

Außerdem ist es zum Erhalt der günstigsten Schnittbedingungen notwendig, zunächst bei stillstehender Kurbelwelle zwischen den Wangen der Kurbelwelle bis auf den Durchmesser des Lagerzapfens einzutauchen und dann den Rundvorschub einzuleiten und zwar systembedingt entweder durch Rotation des Werkstükkes oder des Werkzeugexzenters.

Aus diesen Gründen sollten z. B. bei 6-Zyl.-KurbeI-wellen die immer gleichachsig liegenden Hubzapfen 1 und 6, 2 und 5 sowie 3 und 4 jeweils gemeinsam bearbeitet werden.

Da die zusätzliche Werkstückabstützungseinrichtung aber einer bestimmten Bearbeitungseinheit zugeordnet ist, bedeutet dies, daß diese Abstützungseinrichtung bei der Bearbeitung der äußeren Hubzapfen nur neben einem der beiden Hubzapfen die Kurbelwelle am ben?chbarten Hauptlager abstützt, der andere Hubzapfen aber je nach Größe des Abstandes zur Abstützungseinrichtung entsprechenden Ausbiegungen unterworfen ist. Aus diesem Grunde wurden die gattungsgemäßen Werkzeugmaschinen zur reinen Hublagerbearbeitung bislang nur für die Bearbeitung von kleineren Kurbelwellen wie z. B. 4-Zylinder-PKW-Kurbelwellen eingesetzt.

Bei Kurbelwellenaußenfräsmaschinen (DE-OS 25 31993) ist es bekannt, beiden Fräseinheiten eine mitfahrende WerkstUckabstützungseinrichtung zuzuordnen. Bei diesen Maschinen ist es aber ebenfalls nicht möglich, alle jeweils gleichachsigen Hubzapfen gemeinsam zu bearbeiten. Es müssen somit auch dort die ungünstigen Schnittbedingungen in Kauf genommen werden, die bei der gleichzeitigen Bearbeitung ungleichachsig angeordneter Hubzapfen auftreten.

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, die Anzahl der Hubzapfen und die Größe der Kurbelwelle keinen Einfluß auf die Bearbeitungsgenauigkeit haben und die jeweils gleichachsigen Hubzapfen gleichzeitig bearbeitet werden könne."..

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jeweils beide Bearbeitungseinheiten (13,13') wie bei Kurbelwellenaußenfräsmaschinen bekannt mit einer zusätzlichen Werkstückabstützungseinrichtung (16,16') versehen sind und daß zumindest eine dieser Abstützungseinrichtungen (16 oder 16') an der entsprechenden Bearbeitungseinheit (13 oder 13') achsparallel zur Werkstückiängsachse (24) verschiebbar befestigt und über den vorkragenden Teil der Werkzeugtrommel (25) in eine Ruheposition verschiebbar ist

Aus DE-AS 19 12 144 ist eine Kurbelwellenaußenfrästnaschine mit einer achsparaüc! zur Werkstückiängsachse verschiebbaren Abstützeinrichtung bekannt, die zum Zwecke eines einfachen Werkstückwechsels in eine Ruheposition über den auskragenden Hals des Werkstückspannstockes verschoben werden kann. Eine Übertragung dieser Vorrichtung auf eine Maschine der vorliegenden Art führt aber nicht zu einer Lösung der gestellten Aufgabe.

Die mit der vorliegenden Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin, daß nunmehr möglich ist, sowohl bei der Bearbeitung der jeweils äußeren Hublager direkt neben beiden Bearbeitungsstellen am benachbarten Hauptlager die Kurbelwelle abzustützen als auch bei der Bearbeitung der inneren Hublager mit einer Abstützungseinrichtung direkt zwischen den beiden Bearbeitungsstellen am mittleren Hauptlager abzustützen, während dann die andere Abstützungseinrichtung sich in einer Ruheposition befindet und eine gegenseitige Behinderung der beiden Abstützungseinrichtungen damit ausgeschlossen ist

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-Zyl.-KurbelwelIen, wird vorgesehen, daß beide Abstützungseinrichtungen jeweiii axial über den vorkragenden Teil der Werkzeugtrommel in eine Ruheposition verschiebbar sind.

In der Zeichnung ist der ErfindungsgegenstanJ in einem Ausführungsb jispiel dargestellt, und zwar -*eigt

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

F i g. 2 einen Schnitt 1-1 entsprechend F i g. 1,

Fig.3a—3c den schematischen Bearbeitungsablauf am Beispiel einer 6-ZyL-Kurbelwelle.

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 14 und 14', die je einen Querschlitten 15 und 15' und je eine Werkstückabstützi;ngseinrichtung 16 und 16' tragen.

Die Ständer 14 unH ,ind achsparallel zu der in den

Spannfuttern 11 und U' 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 14 trägt einen Querschlitten 15, der in zwei Führungen 22 und 23 unterhalb und oberhalb der

lü Kurbelwelfenmittenachse 24 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 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 Werkstückabstützungseinrichtunc; 16 besteht aus einem C-förmigen Grundrahmen 3«, der an dem Ständer 14 in zwei Führungen 31,32 geführt ist und über zwei synchron arbeitende Verstellantriebe 34, 35 achsparallel zur Kurbelwellenmittenachse 24 von der

Arbeitsstellung in eine Ruheposition und umgekehrt verfahrbar ist Der C-förmige Grundrahmen 30 trägt zwei Werkstückabstützbacken 38 und 39, die angetrieben durch ein Antriebsaggregat 40 über eine mit einem Links- und Rechtsgewinde versehenen Spindel 41 senl reiht zur Grundrahmenführung31,32 gegeneinander verstellt werden können und welche die Kurbelwelle 17 während der Bearbeitung in einem Hauptlager zentrisch abstützen.

Der Verstellbereich der Werkstückabstützungsein-

richtung 16, d. h. der Verfahrweg des Grundrahmens 30 im Ständer 14 ist so ausgelegt, daß der Grundrahmen 30 in Abstützposition sich axial vor dem Fräswerkzeugring 28 befindet und zwar so, daß die Werkstückabstützbakken 38 und 39 an demjenigen Hauptlager in Abstützeingriff gelangen können, welches dem zu bearbeitenden Hublager direkt benachbart ist Für den Fall, daß die Werkstückabstützungseinrichtung 16 in Ruheposition zurückgezogen sein muß — wie in F i g. 1 strichpunktiert dargestellt — wird der Grundrahmen 30 mit in Endstellung zurückgefahrenen Abslützbacken 38 und 39 axial so weit über die vorkragende Werkzeugirommel 25 verschoben, bis die gesamte Abstützungseinrichtung 16 nicht mehr über die vorderste Trommelebene hervorragt.

ίο Die F i g. 3a—3c zeigen am Beispiel einer siebenfach gelagerten Sechs-Zyiinder-Kurbelwelle den Arbeitsablauf der Werkzeugmaschine.

Alle Hauptlager Γ—T sowie der Endflansch 8 und der Endzapfen 9, an denen die Kurbelwelle eingespannt

r> ist, sind hierbei bereits vorbearbeitet.

Im ersten Arbeitsgang (F i g. 3a) werden die Hubzapfen 1 und 6 bei gleichzeitiger Abstützung in den Hauptlagern 2' und 6' bearbeitet
Im zweiten Arbeitsgang (Fig.3b) werden die

hi> Hubzapfen 2 und 5 bei gleichzeitiger Abstützung in den Hauptlagern 3' und 5' bearbeitet.

Im dritten Arbeitsgang (F i g. 3c) werden die Hubzapfen 3 und 4 bearbeitet, wobei mit einer Abstützungseinrichtung am Hauptlager 4' abgestützt wird, während die

>■ ■ andere Abstützungseinrichtung sich in ihrer Ruheposition befindet.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Fräsmaschine zur spanabhebenden Bearbeitung von Kurbeiwellen, die jeweils an den Wellenenden in Spannfuttern gespannt sind, mit zwei zur Werk-Stücklängsachse parallel verfahrbaren, je einen Querschlitten tragenden Bearbeitungseinheiten, mit im Querschlitten angeordneter Werkzeugtrommel, die an der Stirnseite ein ringförmiges, um das Werkstück umlaufendes und mit nach innen gerichteten Schneiden versehenes Werkzeug trägt, wobei einer der Bearbeitungseinheiten eine zusätzliche mitfahrende Werkstückabstützungseinrichtung zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils beide Bearbeitungseinheiten (13, 13'), wie bei Kurbelwellenaußenfräsmaschinen bekannt, mit einer zusätzlichen Werkstückabstützungseinrichtung (16, 16') versehen sind und daß zumindest eine dieser Abstützungseinrichtungen (16 oder Ib') an der entspieüienden Bearbeitungseinheit (13 oder 13') achspara.'ie! zur Werkstücklängsachse (24) verschiebbar befestigt und über den vorkragenden Teil der Werkzeugtrommel (25) in eine Ruheposition verschiebbar ist

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