DE2716937A1 - Precision boring machine tool with thermal expansion compensation - has each tool spindle mounted on bridges and held against displacement by pressure fitted pins - Google Patents

Precision boring machine tool with thermal expansion compensation - has each tool spindle mounted on bridges and held against displacement by pressure fitted pins

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DE2716937A1
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Fridrich Lvovitsch Kopelev
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OD Z RADIALNO SVERLILNYCH STAN
SP K BJURO ALMAZNO RASTOTSCHNY
UK NII STANKOV INSTR
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OD Z RADIALNO SVERLILNYCH STAN
SP K BJURO ALMAZNO RASTOTSCHNY
UK NII STANKOV INSTR
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q11/00Accessories fitted to machine tools for keeping tools or parts of the machine in good working condition or for cooling work; Safety devices specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools
    • B23Q11/0003Arrangements for preventing undesired thermal effects on tools or parts of the machine

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Machine Tool Units (AREA)

Abstract

The boring machine comprises a framework and a work table adapted to have workpieces secured on it mounted on the framework for displacement in the course of a boring operation. Either one or two bridge structures are mounted on the framework, each carrying at least one spindle head with a tool spindle. The housing of the spindle head is secured on the side of the respective bridge structure, facing the work table. The housing of the spindle head is attached so that the axis of the spindle is offset relative to the axis of symmetry of the bridge structure. The housing of the spindle head is retained against displacement w.r.t. the side of the bridge structure by pins pressure-fitted in the housing. The pins are arranged in the housing of the spindle head so that the plane including their axes is offset relative to a parallel plane including the axes of the spindle.

Description

WERKZEUGMASCHINE FÜR PRÄZISIONS-AUSBOHROPERATIONEN Die vorliegende Erfindung bezieht sich tf den Werkzeugmaschinenbau, genauer auf Werkzeugmaschinen für PräzisiorAusbohroperationen. MACHINE TOOL FOR PRECISION BORING OPERATIONS This one The invention relates to machine tool construction, more precisely to machine tools for precision boring operations.

Die Erfindung kann mit dem größten Effekt in den Werkzeugmaschinen verwendet werden, die zur Endbearbeitung von rräzisionsteilen bestimmt sind, bei denen genaues Einhalten otr Abstände zwischen den Achsen der auszudrehenden Bohrungen bzw. der Abstände von diesen Achsen zu den Bezugsflächen der zu bearbeitenden Werkstücke erforderlich ist. The invention can have the greatest effect in machine tools intended for the finishing of high-precision parts which exact observance of the distances between the axes of the holes to be turned or the distances from these axes to the reference surfaces of the workpieces to be machined is required.

Die Erfindung kann ferner in Werkzeugmaschinen, Maschinen und Geräten angewendet werden, wo genaue Erhaltung der Raumlage der Achsen der umlaufenden Spindeln während der ganzen Zeitspanne vorn Xinschalten der DreljbewegunO bis zur vollständigen Arbeitserhitzung der Spindeleinheiten erforderlich ist. The invention can also be used in machine tools, machines and devices be used where precise maintenance of the spatial position of the axes of the rotating spindles throughout Period of time before switching on the drift movement is required until the spindle units are fully heated.

In den bekannten Konstruktionen werden die Spindelköpfe auf ihren Tragkörpern befestigt, und ihre genaue Lage wird mit Hilfe von Stäben fixiert, die in das gehäuse des Spindelkopfes eingepreßt und an den beiden Seiten von IVegelschrauben eingespannt sind, die sich im Gewir@@@@ @@@@ das in Leisten geschnitten wird, welche starr befestigt und mit hilfe von spielfreien Stiften am Tragkörper befestigt sind. In the known constructions, the spindle heads are on their Fastened supporting bodies, and their exact position is fixed with the help of rods that Pressed into the housing of the spindle head and on both sides of I-head screws are clamped, which are in the Gewir @@@@ @@@@ that is cut into strips, which are rigidly attached and attached to the support body with the aid of backlash-free pins.

Diese Befestigung erlaubt es, die Lage der Spindeleinheit gegenüber dem Tragkörper starr zu fixieren, und läßt zugleich die Regelung der genauen Lage der Spindelachse in der Richtung zu, die zur befestigungsebene der Spindeleinheit parallel ist, mit dem Ziel, daß die Wärmeausdehnungen des Gehäuses zu keiner Verlagerung der Spindelachse bezug lich aes Tragkorpers führen. Die fixierenden Stäbe werden in allen bekannten Konstruktionen in der Ebene anueordnet, die durch die Spindelachse geht, welche in der Regel gleichzeitig die Symmetrieachse des Gehauses der Spindeleinheit darstellt. Diese besonderheit der bekannten Konstruktionen, die bei einer längs der Symmetrieachse des Tragkörpers &ngeordneten Spindeleinheit einen Vorzug bildet, wird zu einem Nachteil für eine jede Spindeleinheit, deren Achse bezüglich der Symmetrieachse des Tragkörpers verlagert ist. This attachment allows the position of the spindle unit opposite to fix the support body rigidly, and at the same time allows the regulation of the exact position the spindle axis in the direction that is to the mounting plane of the spindle unit is parallel, with the aim that the thermal expansion of the housing does not lead to any displacement the spindle axis with respect to Lich aes Tragkorpers lead. The fixing rods will be in all known constructions in the plane that passes through the spindle axis goes, which is usually at the same time the axis of symmetry of the housing of the spindle unit represents. This peculiarity of the known constructions, which in a longitudinal the axis of symmetry of the supporting body & nested spindle unit a preference forms, becomes a disadvantage for each spindle unit, its axis with respect to the Axis of symmetry of the support body is shifted.

Dieser Nachteil besteht in folgendem. In der Kegel wird jede Spindeleinheit während des betriebes erhitzt, was Wärmeausdehnungen von körperteilen nicht nur der Spindeleinheit selbst, sondern auch des Tragkörpers hervorruft, auf den aufgrund der Wärmeleitfähigkeit die Wärme der Spindeleinheit übertragen wird. Infolge Wärmestrenung ist die Temperatur der Spindeleinheit stets höher als die Temperatur des Tragkörpers, wenn dieser keine anderen prhitzungsquellen besitzt. This disadvantage is as follows. Each spindle unit is in the cone heated during operation, which not only causes thermal expansion of body parts the spindle unit itself, but also the support body causes on the due the thermal conductivity the heat of the spindle unit is transferred. As a result of thermal disruption the temperature of the spindle unit is always higher than the temperature of the support body, if it has no other sources of heat.

Aufgrund des Temperaturunterschieds von Spindeleinheit und Tragkorper, auf dem die Spindeleinheit befestigt ist, entsteht an der Steßstelle zwischen der Spindeleinheit und den Tragkörper eine relative Verschiebung, die durch die Differenz der Temperaturausdehnungen bedingt ist. Due to the temperature difference between the spindle unit and the supporting body, on which the spindle unit is attached, arises at the contact point between the Spindle unit and the support body have a relative displacement caused by the difference the temperature expansion is conditioned.

Bei vorhandenen Fixierungsstäben, die in der durch dic Spindelachse gehenden Ebene liegen, verändern die Wärmeverschiebungen an der Stoßstelle die Lage der Spindelachse bezüglich der nicht Tragkörpers in der zur Befestigungsebene parallelen Richtung, es wird ai- ¼ die Raumlage der Spindel achse nicht verändert, wenn die Spindelachse mit der Symmetrieachse des Tragkörpers zusamxienfällt. In the case of existing fixation rods, which are located in the axis of the spindle level, the heat shifts at the joint change the position the spindle axis with respect to the non-supporting body in the plane parallel to the mounting plane Direction, ai- ¼ the spatial position of the spindle axis is not changed if the Spindle axis coincides with the axis of symmetry of the support body.

ist aber die Spindeleinneit bezüglich der Symmetrieachse des Tragkörpers verlagert, und das ist für alle Mehrsplndler typisch, so ruft die Wärmeausdehnung des Tragkörpers eine Verlagerung der Spindelachse im Haum in der Hichtung der eventuellen Tragkörperausdehnung, darunter in der Richtung hervor, die zur StoBebene zwischen der pindeleinheit und der Tragkörper parallel ist. but is the Spindeleinneit with respect to the axis of symmetry of the support body relocated, and this is typical for all multi-nationals, so calls the thermal expansion of the support body a displacement of the spindle axis in the Haum in the direction of the eventual Support body expansion, including in the Direction towards the plane of impact between the spindle unit and the support body is parallel.

Bekannt ist eine Werkzeugmaschine für Präzisions-Ausbohroperationen mit Kompensierung von Wärmeformänderungen derselben. Die bekannte werkzeugmaschine entnält ein Gestell, einen Arbeitstisch zum Aufspannen von Werkstücken, der sich auf dem gestell bei der Austührung von Ausbohroperationen verschiebt. suf dem Gestell dieser Werkzeugmaschine sind eine oder zwei brücken, u.h. Tragkörper, oerestigt, von denen jede mindestens einen Spindelkopf mit einer Spindel tragt. A machine tool for precision boring operations is known with compensation of thermal deformation changes of the same. The well-known machine tool removes a frame, a work table for clamping workpieces, which moves on the frame when performing boring operations. on the rack this machine tool are one or two bridges, i.a. Supporting body, oerestigt, each of which carries at least one spindle head with a spindle.

Das gehäuse des hpindelkopfes ist an jener Brückenseite beiestigt, die dem wrowitstisch zugewandt ist. hierbei ist das Gehäuse derart Befestigt, daß die Spindelachse bezüglich der Symmetrieachse der brücke verlagert ist. as Spindelkoprgenäuse ist gegenüber der Brückenseiet, an der es befestigt ist, durch ins gehäuse des Spindelkopies eingepreßte zwei hontrollstifte fixiert (USA-Patent Ar. 3692418 vom 19. Septemoer 1972).The housing of the spindle head is attached to the side of the bridge, facing the wrowit table. here the housing is attached in such a way that the spindle axis is displaced with respect to the axis of symmetry of the bridge. as spindle head housing is opposite the bridge side to which it is attached, through into the housing of the spindle copy two pressed-in control pins fixed (USA patent Ar. 3692418 from September 19th 1972).

bs ist allgemein bekannt, daß die Achsen der KOntrollstifte in der durch die Spindelachse gehenden Ebene liegen, die senkrecht zur befestigungsebene des Spindelkopfes an der drücke ist. It is well known that the axes of the control pins in the through the spindle axis are the plane perpendicular to the mounting plane of the spindle head is at the pressure.

Vie konstruktion dieser Werkzeugmaschine gewährleistet die Kompensierung von Wärmeformänderungen, die infolge der Ausdehnung des Spindelkopfgehäuses sowie infolge der Brückenausdehnung ausschließlich in der zur lielestigungsebene des Spindelkopfes an der Brücke senkrechten wichtung entstehen. The construction of this machine tool ensures the compensation of thermal deformation caused by the expansion of the spindle head housing as well due to the expansion of the bridge exclusively in the to the lielestigungs level vertical weighting of the spindle head on the bridge.

Jedoch verlagert bei uer allgemein üblichen Anordnung der Achsen aer sontrollstifte in der durch die Spindelachse gehenden Ebene (wenn auch aie susuehnung des pindelkopfgehäuses in der zur belestigungsebene parallelen Richtung keine Verlagerung der Spindelachse in aieser dichtung hervorruIt) die Wärmeausdehnung der brücke parallel zur BefestigungseDene derselben die Spindelachse im Raum, und zwar um so mehr, je weiter sich diese Achse von der Symmetrieachse der Brücke befindet. bei der Anordnung zweier Spindelköpfe zu beiden Seiten der Brückensymmetrieachse nimmt der Abstand zwischen den Spindelachsen mit fortschreitender Arbeitserhitzung zu, wodurch die Bearbeitungsgenauigkeit verringert wird. However, the axes are shifted with the usual arrangement aer control pins in the plane going through the spindle axis (albeit aie susuehnung of the spindle head housing in the direction parallel to the fastening plane no displacement the spindle axis in this seal causes the thermal expansion of the bridge parallel for the attachment of the same the spindle axis in space, and more so, ever further this axis is from the axis of symmetry of the bridge. in the arrangement the distance between two spindle heads on both sides of the bridge symmetry axis between the spindle axes as the work heats up, whereby the Machining accuracy is reduced.

Das Ziel der Erfindung ist die beseitigung der erwähnten nachteile. The aim of the invention is to eliminate the drawbacks mentioned.

Der Erfindung ist die Aufgabe zugrunde gelegt, eine Werkzeugmaschine für Fräzisions-Ausbohroperationen zu schaffein, die eine solche Anordnung der Achsen der Kontrollstifte bezüglich der Spindelachsen und der Symmetrieachsen der brücken aufweist, die Wärmeverlagerungen der Spindelachsen in der zur befestigungsebene des Spindelkopfes an der Brücke parallelen Richtung kompensieren würde, was seinerseits die bearbeitungsgenauigkeit erhöhen würde. The invention is based on the object of a machine tool for milling operations that require such an arrangement of the axes the control pins with regard to the spindle axes and the axes of symmetry of the bridges has, the heat displacements of the spindle axes in the mounting plane of the spindle head on the bridge parallel direction would compensate for what in turn the machining accuracy would increase.

Die gestellte Aufgabe wird durch Schaffung einer >.erkzeugmaschine für Fräzisions-Ausbohroperationen mit Kompensation von Wärmeformänderungen derselben gelöst, die ein Gestell, einen Arbeitstisch zum Aufspannen von zu bearbeitenden Wderkstücken, der sich auf dem Gestell während der Ausfähiung von Ausbohroperationen verschiebt, sowie am Gestell befestigte eine oder zwei Brücken enthält, von denen jede mindestens einen Spindelkopf mit Spindel trägt, dessen Gehäuse an der dem Arbeitstisch zugewandten Brückenseite aerart befestigt. The task at hand is achieved by creating a machine tool for precision boring operations with compensation for changes in the shape of the heat solved that a frame, a work table for clamping to be processed Work that is on the frame during drilling out operations moves, as well as contains one or two bridges attached to the frame, of which each carries at least one spindle head with spindle, the housing of which on the work table facing the bridge side aerart attached.

ist, d die Spindelachse bezüglich der Symmetrieachse der Brücke verlagert ist, und dieses Gehäuse gegenüber der erwähnten Brückenseite mit Hilfe von im Spindeltopfgehäuse eingepreßten Stiften fixiert ist, die erfindungsgemäß auf solche Weise im Gehäuse angeordnet sind, daß die durch die Achsen derselben gehende Ebene in bezug auf die zu ihr parallele Ebene, aie durch die bpindelachse geht, nach der zur Symmetrieachse der Brücke entgegengesetzten Seite verlagert ist. is, d shifts the spindle axis with respect to the axis of symmetry of the bridge is, and this housing opposite the mentioned bridge side with the help of in the spindle pot housing pressed-in pins is fixed according to the invention in such a way in the housing are arranged that the plane passing through the axes of the same with respect to the a plane parallel to it, which goes through the spindle axis, after that to the axis of symmetry on the opposite side of the bridge.

Dank der erwähnten Anordnung der Kontrolistifte wird gegenseitige kompensierung der Wärmeausdehnung des Spindelkopf"ehäuses und der Brücke in der zur Befestigungsebene des Kopfes parallelen Richtung durch Subtraktion der Wärmeausdehnungsgröße des asymmetrisch fixierten Spindelkopfgehäuses, welche die Verlagerung der Spindelachse nach der Seite der drückensymmetrieachse oewirkt, aus der Wärmeausdehnungsgrobe der brücke erzielt, welche die Verlagerung der Spindelachse nach aer entgegengesetzten Seite bewirkt. Thanks to the mentioned arrangement of the control pins, it becomes mutual Compensation of the thermal expansion of the spindle head "ehäuses and the bridge in the direction parallel to the mounting plane of the head by subtracting the thermal expansion quantity of the asymmetrically fixed spindle head housing, which prevents the displacement of the spindle axis to the side the axis of symmetry of the press, from the coarse thermal expansion the bridge achieved which the displacement of the spindle axis to aer opposite Side effects.

Am zweckmäßigsten sollen die Abstandsgröße von der durch die Spindelachse gehenden Ebene bis zur durch die ßrückensymmetrieachse gehenden ebene und die Abstandsgröße von der durch die Achsen der Stifte eenden Ebene bis zu'. durch die Spindelachse stehenden Ebene zueinander in folgender Beziehung stehen: worin bedeuten: a - Abstandsgröße von der durch die Achsen der Stifte gehenden ebene bis zur durch die Spindelachse gehenden Ebene; b - Abstandsgröße von der durch die Spindelachse gehenden Ebene bis zur durch die Symmetrieachse der Brücke gehenden Ebene; t1 - höchste temperatur der Arbeitserhitzung des Spindelkopfgehäuses oei konstanter Spindeldrehzahl; t2 - höchste Temperatur der Arbeitsernitzung der Brücke bei derselben konstanten Spindeldrehzahl; k1 - Wärmeausdehnungszahl des istaterials des Spindelkopfgehäuses; k2 - Wärmeausdehnungszahl des Materials der Brücke.Most expediently, the size of the distance from the plane passing through the spindle axis to the plane passing through the axis of symmetry and the size of the distance from the plane ending through the axes of the pins up to '. through the spindle axis are related to each other as follows: where: a - distance from the plane passing through the axes of the pins to the plane passing through the spindle axis; b - distance from the plane passing through the spindle axis to the plane passing through the axis of symmetry of the bridge; t1 - highest temperature of working heating of the spindle head housing oei constant spindle speed; t2 - the highest temperature of the working session of the bridge at the same constant spindle speed; k1 - coefficient of thermal expansion of the actual material of the spindle head housing; k2 - coefficient of thermal expansion of the material of the bridge.

Bei Einhalten der angeführten Beziehung wird eine vollständige gegenseitige Kompensierung der Wärmeausdehnung des Spindelkopfgehäuses und der Brücke in der zur Befestigungsebene der Köpfe parallelen Richtung erreicht, wodurch genaue beibehaltung der Raumlage der Spindelachsen der Ausbohrkopfe gewährleistet wird. If the listed relationship is observed, it becomes a complete mutual Compensation for the thermal expansion of the spindle head housing and the bridge in the A direction parallel to the plane of attachment of the heads is achieved, thus maintaining accurate retention the spatial position of the spindle axes of the boring heads is guaranteed.

Wenn in der bekannten Konstruktion die genaue Beibehaltung der Raumlage der Achse der Ausbohrspindel im bereich von 3 bm vom Einschalten der Drehbewegung an bis zur vollständigen Arbeitserhitzung des Spindelkopfgehäuses erreicht ist, so setzt die Anwendung der vorgeschlagenen honstruktion die Wärmeverlagerung der Spindelachse auf 2 Um herab, wodurch eine beträchtliche Erhöhung der Bearbeitungsgenauigkeit von betriebswichtigen Sinzelteilen von Maschinen und Geräten sichergestellt wird. If in the known construction the exact retention of the spatial position the axis of the boring spindle in the range of 3 bm from switching on the rotary movement is reached until the spindle head housing is completely heated, so the application of the proposed construction sets the heat displacement of the Spindle axis down to 2 um, which significantly increases the machining accuracy of essential individual parts of machines and devices is ensured.

Im folgenden wird die vorliegende Erfindung in einer eingehenden beschreibung eines konkreten Beispiels ihrer Ausführung unter Bezugnahme auf beiliegende Zeichnungen erläutert; in den Zeichnungen zeigt: Fig. 1 - aesamtansicht der Werkzeugmaschine für ?räzisions-Ausbohroperationen gemäß der Erfindung, in der ein Spindelkopf bezüglich der Symmetrieachse der Brücke verlagert ist, während die Achsen der Stifte bezüglich der durch die Spindelachse gehenden Ebene verlagert sind (ein zweiter, in der Zeichnung nicht sichtbarer Stift oefindet sich an der entget,engesetzten £opfseite); teig. 2 - Gesamtansicht der Werkzeugsmaschine für Präzisions-Ausbohroperationen, in der zwei Spindeln zu oeiden Seiten der Symmetrieachse der brücke angeordnet und die Abstände zwischen den Achsen der Stifte, den Achsen der Spindelköpfe lnd der Brückensymmetrieachse erfindungsgemäß durch eine beziehung miteinander verbunden sind, die eine vollständige Kompensierung der Wärmeausdehnungen in der zur Befestigungsebene der Spindelköpfe an der Brücke parallelen lt ichtung gewährleistet. In the following, the present invention is described in detail Description of a specific example of its implementation with reference to the enclosed Drawings explained; In the drawings: FIG. 1 shows a complete view of the machine tool for precision boring operations according to the invention in which a spindle head is related to the axis of symmetry of the bridge is shifted while the axes of the pins are relative the plane passing through the spindle axis are displaced (a second, in the drawing non-visible pin is found on the opposite side of the head); dough. 2 - General view of the machine tool for precision boring operations in which two spindles arranged on both sides of the symmetry axis of the bridge and the Distances between the axes of the pins, the axes of the spindle heads and the axis of symmetry of the bridge according to the invention are connected to one another by a relationship which is a complete Compensation of the thermal expansion in the plane of the fastening of the spindle heads Parallel alignment at the bridge is guaranteed.

Die vorgeschlagene Werkzeugmaschine für Präzisions-Ausbohroperationen (h'ig. 1) enthält ein Gestell 1, einen Arbeitstisch 2 zur Befestigung von zu bearbeitenden Werkstücken, der sich auf dem Gestell 1 bei der Ausführung von Ausbohroperationen verschiebt, und zwei Brücken 3, die am Gestell 1 befestigt sind. Jede Brücke 3 trägt einen Spindelkopf 4 mit einer Spindel 5. Das Gehäuse 6 des Spindelkopfes 4 ist an einer dem Arbeitstisch 2 zugewandten Seite 7 der Brücke 3 befestigt, derart, daß die Achse A-A der Spindel 5 bezüglich der Symmetrieachse B-B der Brücke 3 verlagert ist. Außerdem ist das Gehäuse 6 des Spindelkopfes 4 durch zwei Stifte 8 fixiert, die zur KOntrolle der Lage des Spindelkopfes 4 bezüglich der Brücke 3 dienen. Ein zweiter Stift 8 (in Fig. The proposed machine tool for precision boring operations (h'ig. 1) contains a frame 1, a work table 2 for attaching items to be processed Workpieces that are on the frame 1 when performing boring operations moves, and two bridges 3, which are attached to the frame 1. Each bridge carries 3 a spindle head 4 with a spindle 5. The housing 6 of the spindle head 4 is on one of the work table 2 facing side 7 of the bridge 3 attached, such that the axis A-A of the spindle 5 is displaced with respect to the axis of symmetry B-B of the bridge 3 is. In addition, the housing 6 of the spindle head 4 is fixed by two pins 8, which serve to control the position of the spindle head 4 with respect to the bridge 3. A second pin 8 (in Fig.

nicht abgebildet) oefindet sich an der entgegengesetzten Seite des Spindelkopfes 4.not shown) is on the opposite side of the Spindle head 4.

Erfindungsgemäß sind die Stifte 8 im Gehäuse 6 des Spindelkopfes 4 auf solche Weise angeordnet, daß die durch ihre Achsen C-C gehende Ebene in bezug auf die zu ihr parallele, durch die Achse A-A der Spindel 5 gehende Ebene nach der zur Symmetrieachse B-B der Brücke 3 entgegengesetzten Seite verlagert ist. According to the invention, the pins 8 are in the housing 6 of the spindle head 4 arranged in such a way that the plane passing through their axes C-C with respect to to the one parallel to her, going through the axis A-A of the spindle 5 Level shifted to the side opposite to the axis of symmetry B-B of the bridge 3 is.

Ijierbei ruf-t die verlagerung der Achse C-C bezüglich aer Achse A-A bei der Erhitzung des Gehäuses 6 des Spindelkopfes 4 eine Warmeverlagerung der Achse A-A der Spindel 5 in der zur befestigungsebene des Spindelkopfes 4 an der Brücke 3 parallelen Hichtung nach der Seite der Symmetrieachse B-B der Brücke 3 hervor, was die Subtraktion der Größe dieser Wärmeverlagerung aus der Größe der der Richtung nach entgegengesetzten Wärmeverlagerung der Achse des Spindelkopfes oedringt, die durch die Verschiebung desselben infolge der rhitzung der Brücke 3 bewirkt wird. Ijier bei ruf-t the displacement of the axis C-C with respect to the axis A-A during the heating of the housing 6 of the spindle head 4 a heat displacement of the Axis A-A of the spindle 5 in the plane of attachment of the spindle head 4 to the Bridge 3 parallel direction to the side of the symmetry axis B-B of bridge 3 guess what is subtracting the size of this heat displacement from the size of the the direction of opposite heat displacement of the axis of the spindle head oedringt, caused by the displacement of the same as a result of the scratching of the bridge 3 is effected.

In den in l'ig. 1 und 2 dargestellten Fällen befinden sich die Stifte 8 in einem Abstand voneinander, der durch die tolgende Beziehung bestimmt ist: worin bedeuten: a - Abstandsgröße von der durch die Achsen der Stifte gehenden Ebene bis zur durch die Spindelachse gehenden Ebene; b - Abstandsgröße von der durch die Spindelachse gehenden Ebene bis zur durch die Symmetrieachse der Brücke gehenden Ebene; t1-höchste relative Temperatur der Arbeitserhitzung des Spindelkopfgehäuses bei Konstanter Spindeldrehzahl; t2 - höchste relative Temperatur der Arbeitsernitzung der brücke bei derselben konstanten Spindeldrehzahl; kl - wärmeausdehnungszahl des Materials des Spindelkopfgehäuses; k2 - Wärmeausdehnungszahl des siaterials der Brücke.In the in l'ig. 1 and 2, the pins 8 are at a distance from one another which is determined by the following relationship: where: a - distance from the plane passing through the axes of the pins to the plane passing through the spindle axis; b - distance from the plane passing through the spindle axis to the plane passing through the axis of symmetry of the bridge; t1-highest relative temperature of the working heating of the spindle head housing at constant spindle speed; t2 - the highest relative temperature of the working temperature of the bridge at the same constant spindle speed; kl - coefficient of thermal expansion of the material of the spindle head case; k2 - coefficient of thermal expansion of the material of the bridge.

bei dieser Beziehung werden die entgegengesetzt gerichteten Größen aer Wärmeverlagerungen der Achsen der Spindelköpfe, die durch die Erhitzung aer Gehäuse der Spindelköpfe und die Brückenerhitzung hervorgerufen werden, gegenseitig vollständig kompensiert. in this relationship the quantities are opposite aer heat displacement of the axes of the spindle heads caused by the heating aer Housing of the spindle heads and the bridge heating are caused mutually fully compensated.

Die Fixierungsstifte 8 sind im Gehäuse 6 in einem Abstand a von der durch die Achse A-A der Spindel 5 gehenden Ebene nach der zur Lage der Symmetrieachse B-B der Brücke 3 entgegengesetzten Seite eingepreßt. The fixing pins 8 are in the housing 6 at a distance a from the through the axis A-A of the spindle 5 after the plane for the position of the axis of symmetry B-B pressed in on the opposite side of the bridge 3.

Wenn der Spindelkopf 4 an der BrucKe 3 so angebracht ist, daß der Abstand von der Achse A-A der Spindel 5 bis zur Symmetrieachse B-B der brücke 3 gleich "D" und wenn das Verhältnis der rflitzungstemperatur t1 des Spindelkopfes 4 zur Erhitzungstemperatur t2 der Brücke 3 bekannt ist, so wird die Größe "a" aus der formel bestimmt: 1er bei sind die von der Värmeausdehnung der Brücke 3 herrührende veriagerung der Achse A-A der Spindel 5 in der zur befestigungsebene des ehäuses 6 an der Brücke 3 parallelen wichtung sowie die Verlagerung derselben Acnse infolge der Verschiebung des Gehäuses 6 in der entgegengesetzten Hichtung, die durch die Differenz der Erhitzungstemperatur des Gehäuses 6 und der Brücke 3 bedingt ist, dem Betrag nach gleich und zueinander entgegengesetzt gerichtet.When the spindle head 4 is attached to the bridge 3 so that the distance from the axis AA of the spindle 5 to the axis of symmetry BB of the bridge 3 is "D" and when the ratio of the rflitzung temperature t1 of the spindle head 4 to the heating temperature t2 of the bridge 3 is known is, the quantity "a" is determined from the formula: 1er at are the displacement of the axis AA of the spindle 5 resulting from the thermal expansion of the bridge 3 in the weighting parallel to the plane of attachment of the housing 6 on the bridge 3 as well as the displacement of the same axis as a result of the displacement of the housing 6 in the opposite direction, which is caused by the Difference in the heating temperature of the housing 6 and the bridge 3 is conditional, the amount is the same and directed opposite to each other.

Es ist vorgesehen, daß das Gehäuse 6 und die brücke 3 aus ein und demselben Material, beispielsweise aus Gußeisen, gefertigt sind und die gleiche Wärmeausdehnungszahl besitzen, während die Erhitzungstemperatur t2 der Brücke 3 unbedingt geringer als die Erhitzungstemperatur t1 des Gehäuses 6 des Spindelkopfes 4 ist, in dessen Innerem drehende Lagerungen der Spindel 5 die wärmDildungsquelle darstellen. It is provided that the housing 6 and the bridge 3 from one and the same material, for example cast iron, are made and the same Have thermal expansion coefficient, while the heating temperature t2 of the bridge 3 necessarily lower than the heating temperature t1 of the housing 6 of the spindle head 4, inside which rotating bearings of the spindle 5 are the source of heat represent.

Wenn das Gehäuse 6 und die brücke 3 aus verschiedenen Werkstoffen hergestellt sind, so wird in der Formel eine korrektur mit Rücksicht aui das Verhältnis der Wärmeausdehnungszahlen dieser Werkstoffe vorgenommen, so daß die formel dann wie vorstehend angegeben aussieht: wo k1 und k2 die jeweiligen erwähnten Wärmeausdehnungszahlen sind.If the housing 6 and the bridge 3 are made of different materials, a correction is made in the formula with regard to the ratio of the coefficients of thermal expansion of these materials, so that the formula then looks as given above: where k1 and k2 are the respective coefficients of thermal expansion mentioned.

Also findet nun aufgrund zweier gleicher und entgegengesetzt gerichteter komponenten der Wärmeverlagerung der Spindelachse in der zur Befestigungsebene parallelen Hichtung automatische Kompensierung der Wärmeformänderung dieser Art statt. So now finds due to two equal and oppositely directed components of the heat displacement of the spindle axis in the one parallel to the mounting plane Lifting automatic compensation of the thermal deformation of this kind takes place.

Die vorgeschlagene Erfindung ermöglicht es, die ärmeformänderung der Brücke zu kompensieren, die eine Verlagerung der Achsen aes in einem gewissen abstand von der bymmetrieachse der Brücke befindlichen Spindelkopfes in uer zur befestigungsebene des Spindelkopfes an der Brücke parallelen wichtung bewirkt. The proposed invention makes it possible to change the arm shape the bridge to compensate for a displacement of the axes aes to some extent distance from the bymmetry axis of the bridge located spindle head in outer to The fastening plane of the spindle head on the bridge causes parallel weighting.

Claims (2)

P A T E N T A N S P R Ü C H E : 1. Werkzeugmaschine für Präzisions-Ausbohroperationen, mit Kompensierung von Wärmeformänderungen derselben, die ein Gestell, einen Arbeitstisch zum Aufspannen von zu bear-Deitenden Werkstücken, ue sich auf aem Gesteil während der Ausführung von Ausoohroperationen versciiiebt, sowie am Qestell befestigte eine oder zwei rücken entnält, von denen jede mindestens einen Spindelkopf mit spindel trägt, dessen Gehäuse an der dem Arbeitstisch zugewandten Brückenseite derart befestigt ist, daß die Spindelachse bezüglich der Symmetrieachse der Brücke verlagert ist, und dieses gehäuse gegenüber aer erwähnten brückenseite mit Hilfe von im Spindelkopfgehäuse eingepreßten stiften fixiert ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Stifte (8) im Gehäuse (6) auf solche Weise angeordnet sind, daX die durch ihre Achsen C-C gehende Ebene in bezug auf die zu ihr parallele, durch die Achse der Spindel (5) gehende Ebene nach der zur Symmetrieachse B-B der ßrücke (3) entgegengesetzten Seite verlagert ist. P A T E N T A N S P R Ü C H E: 1. Machine tool for precision boring operations, with compensation of changes in the shape of the heat of the same, a frame, a work table For clamping workpieces to be machined, ue yourself on a frame during the execution of auditory operations, as well as one attached to the base or two backs, each of which has at least one spindle head with spindle carries, the housing of which is attached to the side of the bridge facing the work table is that the spindle axis is shifted with respect to the symmetry axis of the bridge, and this housing opposite the mentioned bridge side with the help of in the spindle head housing pressed-in pins, that is, that the pins (8) are arranged in the housing (6) in such a way that the through their Axes C-C with respect to the plane parallel to it, through the axis of Spindle (5) going to the plane opposite to the axis of symmetry B-B of the bridge (3) Page is shifted. 2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Abstandsgröße von der durch die Spindelachse gehenden Ebene bis zur durch die Symmetrieachse der brücke gehenden Ebene und die Abstandsgröße von der durch die Achsen der stifte gehenden Ebene bis zur durch die Spindelachse gehenden Ebene zueinander in rolgender Beziehung stehen: worin bedeuten: a - Abstandsgröße von der durch die Achsen der Stifte gehendcn ebene bis zur durch die Spindelachse gehenden Ebene; b - Abstandsgröße von der durch die Sliindelachse gehenden Ebene bis zur durch die Symmetrieachse der brücke gehenden Ebene; t1 - höchste Temperatur der Arbeitserhitzung des Spindel-Kopfgehäuses bei konstanter Spindeldrehzill; t2 - höchste Temperatur der Arbeitserhitzung der Brücke bei derselben konstanten Spindeldrehzahl; k2 - Wärmeausdehnungszahl des hiaterials des Sindelkopfgehäuses; k1-Wärmeausdehnungszahl des Materials der Brücke.2. Machine tool according to claim 1, dadurchgekennz eichnet that the distance from the plane passing through the spindle axis to the plane passing through the axis of symmetry of the bridge and the distance from the plane passing through the axes of the pins to the plane passing through the spindle axis to each other are related to: where: a - distance from the plane passing through the axes of the pins to the plane passing through the spindle axis; b - the size of the distance from the plane passing through the axis of the bridge to the plane passing through the axis of symmetry of the bridge; t1 - highest temperature of working heating of the spindle head housing at constant spindle speed; t2 - highest temperature of working heating of the bridge at the same constant spindle speed; k2 - coefficient of thermal expansion of the material of the Sindel head housing; k1 coefficient of thermal expansion of the material of the bridge. anmelder: 1. Ukrainsky Nauchno-Issledovatelsky Institut Stankov i Instrumentov, UdSSR, Odessa, ulica R. Ljuxemburg 30 2. Odeseky Zavod Radia)no-Sverlilnykh Stankov imeni V.I. Lenina, UdSSR, Odessa, ulica Instnunentalnaya 25 3. Spetsialnoe Konstruktorskoe Bjuro Almazno-Rastochnykh i Radialno-Sverlilnykh Stankov, USSR, Odessa, ulica Instrumentalnaya 25Applicants: 1. Ukrainsky Nauchno-Issledovatelsky Institut Stankov i Instrumentov, USSR, Odessa, ulica R. Ljuxemburg 30 2. Odeseky Zavod Radia) no-Sverlilnykh Stankov imeni V.I. Lenina, USSR, Odessa, ulica Instnunentalnaya 25 3. Spetsialnoe Konstruktorskoe Bjuro Almazno-Rastochnykh i Radialno-Sverlilnykh Stankov, USSR, Odessa, Instrumentalnaya Street 25
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CH464647A (en) * 1966-06-14 1968-10-31 Kearney & Trecker Corp Machine tool
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Title
DE-Buch: Giebel, Helwig, "Die Feinstellung der Uhren" Verlag Technik, Berlin, 1952, S.46-48 *

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