DE3108994C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vor­ richtung zur Bearbeitung von Zylinderaußenflächen auf einer spanabhebenden Werkzeugmaschine, mit einem die Zylinderaußenfläche umgebenden Gehäuse, in dem ein Werkzeughalter mit einem eine Schneidenspitze aufwei­ senden Drehwerkzeug sowie ein Glattwalzkopf mit verformenden Rollen in Vorschubrichtung aufeinanderfolgend angeordnet sind. Eine solche Vorrichtung ist aus dem SU-Erfinder­ schein 3 05 982 bekannt.

Vorrichtungen der betrachteten Art dienen in Leitspindel­ drehmaschinen zur Bearbeitung von Wellen, Hydraulik­ zylinder-Kolbenstangen, Achsen und ähnlichen Teilen und finden Anwendung im Traktoren- und Landmaschinenbau, im Kraftfahrzeugbau, Straßenbaumaschinenbau und in anderen Industriezweigen.

Bei der bekannten Vorrichtung trägt der Werkzeughalter ein Drehwerkzeug und ist im Gehäuse zum Einrichten ver­ schiebbar angeordnet. Bei einer solchen Befestigung steht das Drehwerkzeug während des Zerspanvorgangs unter veränderlichen Belastungen, die zurückzuführen sind auf Aufmaßschwankungen, eine sich über die Quer­ schnitte und die Länge des zu bearbeitenden Werkstücks verändernde Härte, sowie auf eine eventuelle Nichtüber­ einstimmung der Achsen von Werkzeugmaschine und Vorrich­ tung. Dies beeinträchtigt die Genauigkeit der bearbeiteten Oberflächen, insbesondere bei der Bearbeitung von wenig starren Wellen.

An sich ist aus der Zeitschrift TZ für praktische Metallbearbeitung, 1977, S. 25 und 26 eine Vorrichtung zum kombinierten span­ abhebenden und anschließenden glattwalzenden Bearbeiten von Zylinderflächen bekannt, die einen zwei einander gegenüberliegende Schneidwerkzeuge aufweisenden Werkzeug­ halter hat, der in einer zur Vorschubrichtung recht­ winkligen Ebene pendelnd geführt ist. Dabei ist der Werkzeughalter in einem ge­ sonderten Schälkopf angeordnet, der mit einem Glattwalzkopf elastisch verbunden ist.

Hier handelt es sich um ein Schäl- und Glattwalz­ werkzeug nur für die Innenbearbeitung von Rohren, wobei es völlig an einer Führungsmöglichkeit des Schälkopfs durch den Walzkopf fehlt. Eine solche Führung ist hier auch entbehrlich, weil beide ihrerseits im beabeiteten Rohr geführt sind und im wesentlichen dessen Verlauf folgen müssen, ohne ihm den Verlauf aufzwingen zu können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vor­ richtung zur Bearbeitung von Zylinderaußenflächen auf einer spanabhebenden Werkzeugmaschine zu schaffen, bei der der Werkzeughalter so ausgeführt und angeordnet ist, daß es möglich wird, die Bearbeitungsgenauigkeit und Leistung zu erhöhen, insbesondere bei der Bearbei­ tung von verhältnismäßig dünnem und dadurch biegsamen Werkstücken.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in einer Vor­ richtung der oberbegrifflich vorausgesetzten Gattung der Werkzeughalter erfindungsgemäß mit einem weiteren eine Schneidenspitze aufweisenden Drehwerkzeug versehen ist, wobei sich die Schneidenspitzen der beiden Dreh­ werkzeuge einander gegenüberliegen, und daß seine Anordnung in dem Gehäuse quer zur Vorschubrichtung freibeweglich in ra­ dialen Führungen erfolgt, die dreheinstellbar an dem Gehäuse befestigt ist.

In einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung sind die Führungen als Scheibe mit in diametraler Richtung durchgehend verlaufender Nut ausgebildet und ist der Werk­ zeughalter eine in dieser Nut aufgenommene sowie durch Leisten gehaltene rechteckige Platte, die eine die Zylinderaußenfläche umgebende Öffnung aufweist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur kombinierten span­ abhebenden und glattwalzenden Bearbeitung ermöglicht die Bearbeitung von zylindrischen Außenflächen mit hoher Genauigkeit bei hoher Oberflächengüte. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die Führungen des Werkzeug­ halters starr mit dem Gehäuse des Glattwalzkopfes ver­ bunden sind, welcher als Lünette wirkt und dadurch eine große Starrheit des Systems gewährleistet, sowie darauf, daß der Werkzeughalter unter der Einwirkung der gegen­ einander gerichteten Schnittkräfte frei schwimmend beweglich ist, was eine gleiche Schnittiefe beider Drehwerkzeuge zur Folge hat.

Dabei ist es möglich, rotierende Werkstücke einer Länge von 10 bis 15 m zu bearbeiten, welche mittels Spitzen oder Hohlspitzen aufgespannt sein können.

Der Werkzeughalter kann in minimalen Abstand von den Glattwalzrollen entfernt angeordnet werden, woraus sich eine Ausbildung von hoher Steifigkeit und Vibra­ tionssicherheit ergibt. Dies wiederum erlaubt die Ver­ wendung von Drehwerkzeugen mit Schneidenspitzen großen Abrundungsradius, die hohe Standzeiten erreichen. Die Dreheinstellbarkeit der Führung dient dabei zur Ein­ richtung der Vorrichtung, derart, daß der Werkzeughalter in der Ebene maximaler radialer Steifigkeit des Systems liegt.

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung durch die Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Vorrichtung zur Bearbeitung von Zylinder­ außenflächen in einer schematischen Stirnansicht;

Fig. 2 den Schnitt nach Linie II-II der Fig. 1.

Die Vorrichtung zur Bearbeitung von Zylinderaußenflächen auf spanabhebenden Werkzeugmaschinen hat ein Gehäuse 1, in dem ein Werkzeughalter 2, Führungen 3 und ein Glattwalzkopf 4 mit verformenden Rollen 5 auf­ einanderfolgend angeordnet sind. Der Werkzeughalter 2 ist in Form einer rechteckigen Platte mit einer Öffnung 2 a zum Durchtritt des zu bearbeitenden Werk­ stücks 6 und mit zwei Nuten 7 und 7 a zur Aufnahme von Drehwerkzeugen 8 und 8 a ausgebildet. Die Nuten 7 und 7 a sind so ausgeführt, daß die in ihnen untergebrachten Drehwerkzeuge 8 und 8 a einander gegenüberliegen, d. h. die Schneidenspitzen der Drehwerkzeuge 8 und 8 a liegen in einer Diametralebene.

Das Drehwerkzeug 8 ist mittels einer Zustellvorrich­ tung auf ein vorgegebenes Bearbeitungsmaß einstellbar. Die Zustellvorrichtung besteht aus einer in ein Ge­ winde 9 eingedrehten Schraube 10. Das Drehwerkzeug 8 a ist im Werkzeughalter 2 starr befestigt. Dieser kann in den Führungen 3 während des Bearbeitungsvor­ gangs frei schwimmen.

Die Führungen 3 sind ausgebildet als eine Scheibe 11 mit einer in diametraler Richtung verlaufenden durch­ gehenden Nut 12, die zur Aufnahme des Werkzeughalters 2 dient. Der Werkzeughalter 2 wird in der Nut 12 mittels Leisten 17 und 18 gehalten. Die Scheibe 11 ist am Ge­ häuse 1 dreheinstellbar befestigt, und zwar mittels Schrauben 14, die durch in Umfangsrichtung verlaufende Langlöcher 13 greifen. Die Führungen und der Werkzeug­ halter können auch eine andere, für diese Zwecke geeig­ nete Konstruktion haben.

Der Glattwalzkopf 4 hat einen Käfig 15, in dessen Ta­ schen die verformenden Rollen 5 gleichmäßig auf dem Kreisumfang angeordnet sind. Diese stützen sich radial außen an einem im Gehäuse 1 montierten Stützkegel 16 ab.

Eine Einrichtung zur Zufuhr von Kühlflüssigkeit ist in den Zeichnungen nicht gezeigt.

Die beschriebene Vorrichtung zur Bearbeitung von Zylinderaußenflächen auf einer spanabhebenden Werk­ zeugmaschine arbeitet folgenderweise. Das Vorrichtungs­ gehäuse 1 wird an dem Support einer Leitspindeldreh­ maschine befestigt. Durch Drehen der Scheibe 11 in Richtung A oder B wird diese im Gehäuse 1 eingestellt und mittels der Schrauben 14 befestigt.

Die Einstellung der Drehwerkzeuge 8 und 8 a auf ein vorgegebenes Bearbeitungsmaß wird nach einem Vergleichs­ muster außerhalb der Maschine vorgenommen. Der Werk­ zeughalter 2 mit den auf das Bearbeitungsmaß einge­ stellten Drehwerkzeugen 8 und 8 a wird in die Nut 12 eingesetzt, in welcher er durch die Leisten 17 und 18 gegen Herausfallen gesichert wird.

Das zu bearbeitende Werkstück 6 wird, z. B. zwischen Spitzen, auf der Leitspindeldrehmaschine eingespannt, worauf die verformenden Rollen 5 durch Verschiebung des Käfigs 15 auf das Maß eingestellt werden, das zur Erzielung der gewünschten Oberflächenrauhigkeit des Werkstücks 6 erforderlich ist.

Nach diesen Vorbereitungen wird die Zuführung einer Schmier- und Kühlflüssigkeit, die Drehung des Werk­ stücks in Pfeilrichtung C und der Längsvorschub des Supports der Maschine in Richtung S eingeschaltet. Der Werkzeughalter 2 wird längs der Werkstückachse vorgeschoben und die Drehwerkzeuge 8 und 8 a heben eine solche Spandicke ab, daß das zur Glattwalzbearbei­ tung erforderliche Sollmaß des Werkstücks 6 bleibt. Diese geschieht unmittelbar anschließend, wobei die ver­ formenden Rollen 5 die verbliebenen Riefen und Rau­ heiten plastisch umformen und polierend glattwalzen.

Nach Beendigung der Bearbeitung wird das Werkstück von der Werkzeugmaschine abgenommen und die Vorrichtung in die Ausgangsstellung zurückgeführt. Hierbei kehren die Rollen 5 selbsttätig auf den rechnerischen Be­ arbeitungsdurchmesser zurück.

Während der Bearbeitung schwimmt der Werkzeughalter 2 frei in der zum Längsvorschub des Supports der Werk­ zeugmaschine rechtwinkligen Richtung und die Dreh­ werkzeuge stellen sich selbst derart ein, daß sie die Zugabe für die gesamte Länge des zu bearbeitenden Werkstücks 6 gleichmäßig abheben, was eine hohe Bearbeitungsgenauigkeit und -güte gewährleistet. Die Anordnung des Werkzeughalters mit der Möglichkeit des Schwimmens erhöht auch die Standzeit der Dreh­ werkzeuge, weil die Schnittkräfte gleichmäßig zwischen ihnen verteilt werden.

Claims (2)

1. Vorrichtung zur Bearbeitung von Zylinderaußenflächen auf einer spanabhebenden Werkzeugmaschine, mit einem die Zylinderaußenfläche umgebenden Gehäuse, in dem
ein Werkzeughalter mit einem eine Schneidenspitze auf­ weisenden Drehwerkzeug sowie
ein Glattwalzkopf mit verformenden Rollen in Vorschub­ richtung aufeinanderfolgend angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet,
daß der Werkzeughalter (2) mit einem weiteren eine Schneidenspitze aufweisenden Drehwerkzeug (8 a) versehen ist, wobei sich die Schnei­ denspitzen der beiden Drehwerkzeuge (8, 8 a) einander gegenüberliegen,
und daß seine Anordnung in dem Gehäuse (1) quer zur Vorschubrichtung freibeweglich in radialen Führungen (3) erfolgt, die dreheinstellbar an dem Gehäuse befestigt sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungen (3) als Scheibe (11) mit in diametraler Richtung durchgehend verlaufender Nut (12) ausgebildet sind und der Werkzeughalter (2) eine in dieser Nut auf­ genommene sowie durch Leisten (17, 18) gehaltene recht­ eckige Platte ist, die eine die Zylinderaußenfläche umgebende Öffnung (2 a) aufweist.