DE2836706C2 - Werkzeugmaschine - Google Patents
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- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Description
3 4
einen Hub von 100 mm hat und aufgrund dieses unter- F i g. 9 eine Ausführungsvariante der in den F i g. 5
schiedlichen Hubes die Zustellung unabhängig erfolgt und 6 gezeigten Anordnung der Stoßeinrichtung.
bisherige, sehr aufwendige Entgraten von Rohgußteilen bis 3 ersichtlich, aus einem Ständer 1, einem Aufspann-
zu verringern, ist es^ Aufgabe vorliegender Erfindung, 5 tisch 2, einem Fräsaggregat 3 und einer daran angeord-
eine einfache und robuste Werkzeugmaschine der ein- neten Stoßeinrichtung 4. Der Ständer 1 ist vorzugsweise
gangs genannten Art zu schaffen, mittels welcher bei aus Beton hergestellt, ist U-förmig ausgebildet, wobei
von Steigern und Angüssen sowie die Teilungs- und 45°, abgeschrägt sind. Im oberen Bereich der beiden
werden können, wobei auch eine automatische Arbeits- gungsfläche 7 angeordnet, an der Lagerböcke 8 für den
weise möglich sein solL Aufspanntisch 2 angeschraubt sind. In diesen Lagerbök-
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der ken 8 ist ein um eine horizontale Schwenkachse 9
Aufspanntisch als Drehtisch ausgebildet und um eine die schwenkbares Gehäuse 10 gelagert, in dem der um eine
Pinolenachse rechtwinklig kreuzende Schwenkachse 15 dazu vertikale Drehachse 11 drehbar gelagerte Aufschwenkbar
ist, daß die Stoßeinrichtung an der Pinole spanntisch 2 mit einer Aufspannfläche 12 angeordnet ist
angeordnet ist und daß das Stoßwerkzeug aus der Ar- Das Gehäuse 10 und somit der Aufspanntisch 2 sind
beitslage, in der es gegenüber dem Fräswerkzeug axial mittels eines Schwenkantriebes 13 von ainer horizontavorsteht,
in eine den Fräsvorgang nicht behindernde len Aufspannlage nach einer Seite um mindestens 135°
Ruhelage bewegbar ist 20 schwenkbar, so daß die Aufspannfläche 12 nach einer
in den Unteransprüchen angegeben. verläuft und nach einer weiteren Schwenkung um noch- ■
licht das vollständige Entfernen von Anguß- und Stei- liegen kommt |
gerresten sowie von Teilungs- und Kerngraten an 25 Der Schwenkantrieb 13 besteht vorzugsweise aus ei-
che Werkstückformen entgratet werden können, die draulischen Drehantrieb 15. Ein weiterer, vorzugsweise
bisher nur von Hand unter schwierigen Arbeitsbedin- hydraulischer Drehantrieb 16 ist an dem Gehäuse 10
gungen bearbeitet werden konnten. Dies wird durch das angeordnet, mittels welchem der Aufspanntisch 2 min-
vornehmlich einen geringen Querschnitt aufweisende, 30 destens um 360° drehbar ist in den Aufsptaintisch 2 sind
schlanke Stoßwerkzeug in Verbindung mit der Fräsein- an dessen Aufspannfläche 12 Auflagestützen 18 einsetz-
richtung ermöglicht Die Anordnung des schwenk- und bar, wobei jeweils drei Auflagestützen 18 die Auflage
drehbaren Aufspanntisches ermöglicht das vollständige eines Werkstückes 19 bilden. Die Lage der Auflagestüt-
verschiebbaren Pinole des Fräsaggregates können für weiter nicht dargestellten und am Gehäuse 10 angeord-
die erforderlichen Vorschubbewegungen der Stoßein- neten Spanneinrichtung, die eine Spannpratze 20 auf-
richtung die gleichen Führungs- und Vorschubeinrich- weist, von oben gegen die Auflagestützen 1.8 gedruckt
tungen wie für das Fräsaggregat verwendet werden, An den beiden abgeschrägten Flächen 21 des Siän-
wodurch die Maschine wesentlich vereinfacht wird. Das 40 ders 1 sind jeweils zwei Lagerböcke 22 angeordnet, die
tung in die Ruhelage ermöglicht ein behinderungsfreies diesen Säulenführungen 23 ist ein Schlitten 24 für das
ermöglicht eine gute Zugänglichkeit des Aufspannti- 45 Hydraulikzylinder 26, der mittels eines elektrohydrauli-
sches zum Aufspannen und Entnehmer der Werkstücke sehen Servoventil 27 steuerbar ist Das Fräsaggregat
und einen guten Späneabfluß während der Bearbeitung. 3 besteht aus einem Gehäuse 28 und einer Pinole 29, in
zeugmaschine die Putzkosten von Rohgußteilen verrin- drehbar gelagert ist und von einem Motor 32 angetrie-
gert und die Arbeitsbedingungen in den Putzereien ver- 50 ben wird,
bessert werden. Das Gehäuse 28 ist Hi der dem Aufspanntisch 2 zuge-
mäß der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und gern 33 versehenen Lagerböcken 34 schwenkbar gela-
nachfolgend beschrieben. Es zeigt ger., wobei die Schwenkachse 33 senkrecht zur Ver-
Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie V-V von F i g. 4, Verstellung des Fräswer kzeuges 31 in dessen Achsrich·
kes ""d ventil 41 steuerbaren Hydraulikzylinders 40. der an ei-
nem Schwenkarm 42 des Gehäuses 28 und an dem Schlitten 24 angcienkt ist. Die hier beschriebenen Bewegungen
des Fräsaggregates 3 und der Pinole 29 können auch zum Beispiel mittels über Elektro- oder Hydraulikmotoren
angetriebene Gewindespindeln erfolgen. s
Für die Rückmeldung der jeweiligen Positon für jede Bewegungsrichtung des Fräsaggregates 3 bzw. der Pinole
29 und des Aufspanntisches 2 sind Wegmeßsysteme angeordnet, die bei Dreh- und Schwenkbewegungen als
Drehmelder und für lineare Bewegungen als Linear- to •yeggeber ausgebildet sind, die in den Zeichnungen nicht
näher dargestellt sind. Durch die elektro-hydraulischen Servoventil 27,39,41, und die Wegmeßsysteme ist für
jede Bewegungsachse ein Regelkreis vorhanden, so daß auch eine numerische Steuerung der Vorschubbewegungen
möglich ist
Die Stoßeinrichtung 4 ist am Fräsaggregat 3, vorzugsweise an dessen Pinole 29 an der Seite des Fräswerkzeuges
31 mittels einer Halterung 43 befestigt und ist aus einer Ruhelage in eine Arbeitslage bewegbar. Die Stoßeinrichtung
4 besteht im wesentlichen aus einem mit hoher Frequenz arbeitenden Hydraulikzylinder 44 und
aus einem Stoßwerkzeug 45. Das Stoßwerkzeug 45 weist an dem unteren Ende eine vorzugsweise aus Hartmetall
bestehende Schneidkante 46 auf, wobei die Schneidfläche 47 bzw. der Querschnitt des Stoßwerkzeuges
45 vorzugsweise rund ausgebildet ist. Da die Schnittkraft überwiegend in axialer Richtung des Stoßwerkzeuges
45 entsteht — im Gegensatz zum Fräsen —, können schlanke Werkzeuge mit einem kleinen Querschnitt
angewendet werden. Dies ermöglicht die Entfernung von Teilungsgraten 62 an Werkstückkonturen 49
mit inneren Ecken 50, wobei diese Teilungsgrate 62 durch das 'ange schlanke Stoßwerkzeug 45 auch zum
Beispiel auf der Auflageseite bei relativ hohen Werkstücken 19 entfernt werden können (siehe F i g. 6 und 7).
Da bei Gußteilen auch bei Ecken Mindestradien von ca. zwei rwiiiimeier vorhanden sind, können diese mit SioB-werkzeugen
45 mit einem Minimal-Querschnitt von vier Millimetern Durchmesser einwandfrei entgratet werden.
Meist wird jedoch eine Verwendung von Stoßwerkzeugen 45 mit einem Durchmesser von acht bis
zehn Millimetern möglich sein. In der Stoßeinrichtung 4 können auch Feilwerkzeuge verwendet werden, wobei
hier durch die entstehenden seitlichen Kräfte etwas größere Querschnitte erforderlich sind.
Die Stoßeinrichtung 4 ist entsprechend den Fig.4
und 6 an der Halterung 43 schwenkbar befestigt so daß sie mittels einer Schwenkeinrichtung 51 aus der zur Pinolenachse
37 parallelen Arbeitstage (siehe Fig.6) in
eine nahezu um 90° dazu verlaufende Ruhelage (siehe F i g. 4) bewegbar ist Dafür ist der Hydraulikzylinder 44
an einem Hebel 52 starr befestigt der um ein an der Halterung 43 angeordnetes Drehgelenk 53 schwenkbar
ist An dem Hebel 52 greift die Kolbenstange eines Zylinders 54 an, der an einer Verlängerung der Halterung
43 gelenkig befestigt ist Der Zylinder 54 ist dabei teilweise in einer Ausnehmung 55 des Gehäuses 28 angeordnet
Die Schwenkbewegung der Stoßeinrichtung 4 erfolgt somit durch Beaufschlagen des Zylinders 54 mit
einem Druckmedium.
In der Arbeitsstellung gemäß Fig.6 liegt dabei der
Hebel 52 direkt an einer Anschlagfläche 56 der Halterung 43 an, so daß die Stoßkräfte vom Hydraulikzylinder
44 direkt über die Halterung 43 auf die festgespannte Pinole 29 übertragen werden. Wie aus F i g. 9 ersichtlich,
kann die Stoßeinrichtung 4 auch so an der Pinole 29 bzw. am Fräsaggregat 3 angeordnet sein, daß sie in Ruhelage
mit ihrem Stoßwerkzeug 45 parallel zur Pinolenachse 37 in zurückgezogener Stellung zu liegen kommt
und lediglich durch eine Längsbewegung mittels einer Verschiebeeinrichtung 58, z. B. eines Zylinders in die
strichpunktiert gezeichnete Arbeitslage bewegbar ist.
Da unterschiedliche Werkstückkonturen 49 in einer möglichst automatischen Arbeitsweise zu entgraten
sind, ist es von Vorteil, wenn die Vorschubbewegungen der Stoßeinrichtung 4 mittels einer Kopier- bzw. Abtasteinrichtung
gesteuert werden. Es kann dabei eine konventionelle Kopiersteuerung mit einer der Werkstückkontur
49 entsprechenden Schablone und einem hydraulisch oder elektrisch arbeitenden Fühler verwendet
werden.
Bei der hier beschriebenen Werkzeugmaschine wird jedoch die Werkstückkontur 49 in der Gratebene direkt
durch das Stoßwerkzeug 45 abgetastet. Hierfür ist das Stoßwerkzeug 45 in einem an dem Hydraulikzylinder 44
befestigten Abtastkopf 57 senkrecht zur Stoßrichtung nach allen Richtungen nachgiebig befestigt, wodurcn es
im Zusammenwirken mit im Abtastkopf 57 angeordneten elektrischen Schaltelementen wie der Fühler einer
elektrischen Kopiersteuerung wirkt Durch die dabei entstehenden Steuerimpulse wird die Bewegung des
Schlittens 24 und die Drehbewegung des Aufspanntisches 2 um dessen Drehachse 11 gesteuert.
Das Entgraten der Werkstückkontur 49 ist auch mittels einer numerischen Steuerung möglich, wobei die
Werkstütfckontur 49 durch numerische Werte oder durch einen für jede Werkstückkontur 49 einmaligen
Anlernvorgang in die Steuerung eingegeben werden muß. Für das Abfräsen der Reste von Steigern und Angüssen
sind nur einfache geradlinige Bewegungen des Fräsaggregates 3 erforderlich, die mit einer einfachen
Streckensteuerung steuerbar sind. Durch die Kombination des vorgängig beschriebenen direkten Abtastvorganges
für das Entgraten und einer einfachen und billigen SireckcnsicUcfUng für das Fräsen ist eine vollautomatische
Arbeitsweise mit einem geringen Programmieraufwand durch vorzugsweise einen Anlernvorgang
für das Fräsen möglich.
Die Arbeitsweise der beschriebenen Werkzeugmaschine ist wie folgt:
In der Ausgangslage steht der Aufspanntisch 2 horizontal
wie aus den F i g. 1 und 2 ersichtlich. In dieser Lage wird das Werkstück 19 auf die Auflagestützen 18 aufgelegt
und mittels der Spannpratze 20 der Spanneinrichtung festgespannt Dann wird der Aufspanntisch 2 um
135° nach vorn geschwenkt und an den Umfangsseiten des Werkstückes 19 werden Angußreste 60 mit dem
Fräswerkzeug 31 entfernt (siehe F i g. 8). Durch D>-*.hen
des Aufspanntisches 2 um die Drehachse 11 können alle
Umfangsseiten in eine für die Bearbeitung mit dem Fräswerkzeug 31 entsprechende Lage gebracht werden.
Die Zustell- und Vorschubbewegungen des Fräswerkzeuges 31 erfolgen beim Fräsvorgang entsprechend einem
in der Steuerung gespeicherten und durch einen Anlernvorgang eingegebenen Ablauf. Nach Fertigstellung
der erforderlichen Fräsarbeiten an den Umfangsseiten wird der Auflagetisch 2 um 99° zurückgeschwenkt
so daß die Aufspannfläche 12 senkrecht zur Pinolenachse 37 steht In dieser Stellung können an der
Oberseite des Werkstückes 19 Steigerreste oder — wie aus F i g. 4 und 5 ersichtlich — Kerngrate 61 mittels des
Fräswerkzeuges 31 entfernt werden. In dieser Lage des Äufspanntisches 2 wird nach Beendigung der Fräsarbeiten
der Teilungsgrat 62 am Umfang des Werkstückes 19 entfernt
ZO OO I \JO
Hierzu wird die Stelleinrichtung 4 mittels der Schwenkeinrichtung 51 von deir Ruhelage entsprechend
F i g. 4 in eine Arbeitslage entsprechend F i g. 6 gebracht. Der Teilungsgrat 62 wird mittels der Schneidkante
46 des rasen oszillierenden Stoßwerk/euges 45
entfernt, wobei gleichzeitig durch Abtasten der Umfangskontur des Werkstückes 19 mittels des als Fühler
arbeitenden Stoßwerkzeuges 45 die Verstellbewegung des Scft.ittens 24 und die Drehbewegung um die Drehachse
11 des Aufspanntisches 2 gesteuert werden. Hierdurch
erfolgt ein vollkommen automatisches Entfernen des Teilungsgrates 62, wobei das Stoßwerkzeug 45 auch
starken Richtungswechseln der Umfangskontur mit inneren Ecken 50 und äußeren Ecken 63 folgt und einwandfrei
entgratet Ist dieser Arbeitsvorgang beendet, schwenkt die Stoßeinrichtung 4 in ihre Ruhelage und
der Auflagetisch 2 in die horizontale Ausgangsstellung. Nach dem Einnehmen einer Ausgangslage des Fräswerkzeuges
31 in der höchsten Lage der Pinole 37, in der vom Schütten 24 aus gesehen ganz linken Lage des
Gehäuses 28 und in der untersten Lage des Schlittens 24 ist die Entnahme des fertig entgrateten Werkstückes 19
und das Einspannen eines neuen leicht möglich, da der Aufspanntisch 2 frei zugänglich ist. Sogar das Aufsetzen
von schweren Werkstücken 19 mit einem Hubzeug ist gewährleistet.
30
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Claims (11)
1. Werkzeugmaschine für das Bearbeiten von der Führungen (23) tiefer liegt
Werkstücken, insbesondere für das Entfernen von 5 12. Werkzeugmaschine nach Anspruch 10, da-
Teilungs- und Kerngraten sowie von Resten der ab- durch gekennzeichnet daß die Verstellantriebe
geschlagenen Angüsse und Steiger bei Rohguß teilen durch elektrohydraulische Servoventile (27 bzw. 41)
unterschiedlicher Gestalt mit einem Ständer, an steuerbare Hydraulikzylinder (26 bzw. 40) sind.
welchem ein Fräsaggregat angebracht ist dessen 13. Werkzeugmaschine nach Anspruch 10 oder 12,
Fräswerkzeug mittels einer Pinole längs der Pino- ίο dadurch gekennzeichnet daß die Verschiebung des
lenachse verschiebbar ist mit einer am Fräsaggregat Fräsaggregats (3) und das Drehen des Aufspannti-
angeordneten Stoßeinrichtung, deren Stoßwerk- sches (2) über eine Abtasteinrichtung (57) steuerbar
zeug in seiner Arbeitslage längs einer zur Pinolen- sind, die mit der Stoßeinrichtung (4) wirkverbunden
achse parallelen Achse hin und her antreibbar ist, ist
und mit einem Aufspanntisch für das Werkstück, wo- 15
bei das Fräsaggregat und der Aufspanntisch in we-
nigstens einer rechtwinklig zur Pinolenachse verlaufenden Richtung relativ zueinander verschiebbar
sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine für
Aufspanntisch (2) als Drehtisch ausgebildet und um 20 das Bearbeiten von Werkstücken, insbesondere für das
eine die Pinqfenachse (37) rechtwinklig kreuzende Entfernen von Teilungs- und Kerngraten sowie von Re-Schwenkachse
(9) schwenkbar ist, daß die Stoßein- sten der abgeschlagenen Angüsse und Steiger bei Rohrichtung
(4) an der Pinole (29) angeordnet ist und gußteilen unterschiedlicher Gestalt mit einem Ständer,
daß das Stoßwerkzeug (45) aus der Arbeitslage, in an welchem ein Fräsaggregat angebracht ist, dessen
der es gegenüber dem Fräswerkzeug (31) axial vor- 25 Fräswerkzeug mittels einer Pinole längs der Pinolensteht,
in eine den Fräsvorgang nicht behindernde achse verschiebbar ist mit einer am Fräsaggregat ange-Ruhelage
bewegbar ist ordneten Stoßeinrich»>jng, deren Stoßwerkzeug in sei-
2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch ner Arbeitslage längs einer zur Pinolenachse parallelen
gekennzeichnet, daß zum Drehen und Schwenken Achse hin und her antreibbar ist und mit einem Aufdes
Aufspanntisches (2) durch elektrohydraulische 30 spanntisch für das Werkstück, wobei das Fräsaggregat
Servoventile steuerbare, hydraulische Antriebe (16 und der Aufspannti&ch in wenigstens einer rechtwinklig
bzw. 15) vorgesehen sind. zur Pinolenachse verlaufenden Richtung relativ zuein-
3. Werkzeugmaschine nach A- ,sprach 1 oder 2, da- ander verschiebbar sind.
durch gekennzeichnet daß zum Antreiben des Stoß- Das Entfernen der Reste von abgeschlagenen Angüs-
werkzeugs (45) ein mit hoher Fr? ^uenz arbeitender 35 sen und Steigern bei Rohgußteilen wird meist mittels
Hydraulikzylinder (44) vorgesehen ist Schleifen, Trennschleifen oder Sägen vorgenommen,
Ki
4. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprü- wobei dann das Entfernen der Teilungsgrate entweder
H ehe 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoß- von Hand mittels Schleifscheiben bzw. Schleifbändern
'v einrichtung (4) in der Ruhelage um etwa 90° gegen- oder auch zum Beispiel mittels Strahlrnaschinen erfolgt
Sg über der Pinolenachse (37) verschwenkt ist. 40 Diese Arbeitsweise erfordert verschiedene maschinelle
jf
5. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprü- Einrichtungen, oftmaliges Aufspannen bzw. Handling,
Rj ehe 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoß- zusätzliche Transportwege sowie viele Arbeitskräfte
f| einrichtung (4) in der Ruhelage parallel zur Pinolen- und ist somit unwirtschaftlich.
φ achse (37) zurückgezogen ist. Für das Entfernen von Graten ist es zwar bekannt,
i*j
6. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprü- 45 Maschinenkombinationen einzusetzen, die äußere Gra-
ft> ehe 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Stoß- te durch Schleifen und innere Grate mittels eines für die
I:■■; werkzeug (45) einen kleinen Querschnitt aufweist entsprechende Form angepaßten Stoßwerkzeuges ent-
»i;
7. Werkzeugmaschine nach Anspruch 6, dadurch fernen (System Sutter, siehe GF-Prospekt
ί'! gekennzeichnet, daß das Stoßwerkzeug (45) einen Nr. GA 125/1). Derartige Maschinen sind nur für glei-
jy runden Querschnitt aufweist und dessen Schneide- 50 ehe Werkstücke in sehr großen Stückzahlen wirtschaft-
ß fläche (47) einen Durchmesser von wenigstens vier Hch verwendbar und nur für eine geringe Anzahl unter-
ψΐ Millimetern hat. schiedlicher Werkstückformen einrichtbar. Angüsse
g|
8. Werkzeugmaschine nach Anspruch 7. dadurch und Steiger müssen hierbei ebenfalls vorher auf ge-
pj gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Schneide- trennten Maschinen oder von Hand entfernt werden.
;;? fläche (47) sechs bis zehn Millimeter beträgt. 55 Es sind auch Fräsmaschinen allgemeiner Bauart mit
i::
9. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprü- den eingangs genannten Merkmalen bekannt, mittels
S ·! ehe 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Pino- denen die Reste von Angüssen und Steigern und zum
',: lenachse (37) des Fräsaggregats (3) zur horizontalen Teil auch Grate abgefräst werden können. Das Entfer-
( Aufstellebene um 45° geneigt angeordnet ist. nen von inneren und äußeren Teilungsgraten, insbeson-
|/:
10. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprü- 60 ders bei Konturen mit inneren Ecken, ist bei Werkstük-
1' ehe I bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Fräsag- ken unterschiedlicher Gestalt mit derartigen Fräsma-
gregat (3) in der rechtwinklig zur Pinolenachse (37) schinen in einer Aufspannung nicht möglich.
verlaufenden Richtung mittels eines Verstellantrie- Schließlich ist bereits eine Werkzeugmaschine der
bes in Führungen (23) verschiebbar und um eine zur eingangs definierten Art bekannt (CH-Z. »technica«
Pinolenachse (37) parallele Schwenkachse (35) mit- 65 1974/Nr. 19.S. 1588-1589, Bild 11), bei der ein Schlitten
tels eines weiteren Verstellantriebes verschwenkbar mit dem Stoßwerkzeug und die Fräs- und Bohrspindel
ist. unmittelbar hintereinander sitzen, wobei die Fräs- und
11. Werkzeugmaschine nach den Ansprüchen 9 Bohrspindel einen Hub von 125 mm, das Stoßwerkzeug
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