-
Vorrichtung zum Fräsen von Paßfedernuten
-
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Fräsen von Paßfedernuten
in Außenmanteiflächan von Drehteilen auf Drehmaschinen mit einem in einen Troi.elwerkzeugspeicher
einspannbaren Fräaaggregst.
-
Bei Drehmaschinen werden umlaufende Werkzeuge eingesetzt, um beispielsweise
außerhalb der Drehmitte in einem im Futter eingespannten Werkstück axiale Bohrungen
erzeugen zu können. Als Beispiel für den Stand der Technik sei auf die DE-PS 2o
44 187 verwiesen, die einen um eine senkrechte Achse schaltbaren Werkzeugrevolverkapf
zeigt, auf den ein umlaufendes Werkzeug angeordnet ist.
-
Will man auf einer Drehmaschine Paßfedernuten mit hoher Genauigkeit
in die äuBere Mantelfläche von Drehteilen fräsen, so müßte hierzu das Fräswerkzeug
in drei Achsen verfahrbar sein. Paßfedernuten hoher Genauigkeit kann man nämlich
nur erzeugen, wenn man ein Fräswerkzeug geringeren Durchmessers als die Breite der
zu arraugenden Paßfedernuten wählt und die genaue Breite der PBledernut durch Verfahren
des Fräswerkzeugs quer zur P1Qeder-
nut nach dem Fräsen der einen
flanke einstellt. De eine Drehmaschine nur ein Verfahren des Trommelwerkzeugspaischers
in zwei Achsen x und z zuläßt, müßte dir fräsvorrichtung mit einer führung versehen
sein, durch die es möglich wird, das fräswerkzeug um eine weitere Achse zu verfahren.
-
Wan könnte zum Beispiel die Fräsachse tangential um Trommelwerkzeugspeicher
derart anordnen, daß die Breite des Paßfedernut sich durch Verfahren des Trommelwerkzeugspeichers
in x-Richtung und die Länge durch Verfahren in z-Richtung ergibt. Um das Fräawerkzeug
radial zum Werkstuck bewegen zu können, also zur Erzeugung der Zustellbewegung,
müßte die fräsvorrichtung zusätzlich tangential zum Trommelwerkzeugspeicher verfahrbar
sein. Eine solche Fräsvorrichtung würde einen hohen Platzbedarf haben, an deß eie
wegen der begrenzten Kollisionsfreiheit nicht am Trommelwerkzeugspeicher anzubringen
wäre.
-
Eine weitere Möglichkeit zur Erzeugung von Paßfedernuten be stünde
darin das Fräesggregat auf einem speziellen Einetech support anzuordnen. Das Fräsaggregat
müßte dann wisdorue relativ zum Einatechsupport um eine weitere Achse ver schiebbar
sein. Eine solche Konstruktion wäre natürlich aufwendig und tauer, da hohe Präzision
und eine Bewegungs müglichkeit in den drei Achsen notwendig ist, Deshelb int es
grundsätzlich wünschenswert, das fläsaggreget an Trommelwerkzeugspeicher enzuordnen,
um die Verfahrbarkeit das Trommelwerkzeugspeicher in zwei Achsen für die Bewegung
des fräsaggregats zu nutzen. Eine solche Anordnung des fräsaggregats um Trommelwerkzeugspeicher
scheiterte jedoch bislang am Platzbedarf des Fräsaggregats.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Uorrichtung der eingangs
genannten Art zu entwickeln, welche möglichst kompakt ausgebildet ist und die eine
exakte Verstellung des Fräswerkzeugs quer zur PuBfadernut ermöglicht.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäS durch die im Anspruch 1 angegebenen
Maßnahmen gelöst.
-
Dank der Erfindung ist das Verstellen des Fräskopfes in Querrichtung
zu der zu erzeugenden Paßfedernut mit hoher Genauigkeit möglich, ohne daß hierzu
ein großer konatruktiver Aufwand am Fräsaggregat erforderlich ist.
-
Dadurch kann das Fräsaggregat ausreichend kompakt gestaltet werden,
so daß es beim Fräsen nicht mit dem Bett der Drehmaschine oder dem Werkstück kollidiert.
Die erfindungagemäße Vorrichtung ist weit billiger als es eine auf einem separaten
Einstechsupport angeordnete Vorrichtung wäre, da zur Bewegung des Fräsaggregsts
in zwei Achsen die Bewegbarkeit des Trommelwerkzeugspeichera genutzt wird.
-
Von Vorteil ist es, wenn der Fräskopf zwischen zwei ein stellbaren
Anschlägen um seine Schwenkachse schwenkbar ist. Die Schwenkachse des Fräskopfes
braucht dann auch bei automatischem Betrieb nicht numerisch gesteuert zu sein. Es
genügt, wenn zum Einrichten der Drehmaschine die Anschläge von Hand richtig eingestellt
werden und der Fräskopf beim Arbeiten lediglich automatisch nach dem Fräsen der
einen Paßfedernutflanke in die andere Endstellung schwenkt.
-
Von Vorteil ist es, wenn den Anschlägen hydraulisch aus einanderfahrbare
Druckelemente zugeordnet sind. Bei dieser Ausführungsform erzeugen die Druckelemente
die Schwenkbewegung des Fräskopfes. Hiervor angesehen kann der Fräskopf beim Arbeiten
jeweils von dem einen Druckelement gegen den gegenüberliegenden Anschlag gepreßt
werdenfso daß die je wellige Endstellung des Fräskopfes sicher eingehalten wird
und es nicht zu Vibrationen kommen kann.
-
Besonders hohe Genauigkeit läßt sich beim Fräsen von Paß federnuten
gemäß einer anderen, günstigen Ausführungsform der Erfindung erzielen, gemäß der
der Fräskopf eine Arretier einrichtung hat, mit der er in eine Mittelstellung zwischen
den Anschlägen arretierbar ist. Bei dieser AusfuhrungsCorm kann man zunächst eine
Nut mit der Breite erzeugen, die dem Durchmesser des Fräswerkzeugs entspricht und
anschließend durch Verschwenken des Frskopfes in seine Endstellungen die beiden
Nutflanken exakt erzeugen Der Fr,iakopf kann zum Bei spiel durch Druckbeaufschlagung
beider Druckelemente in Mittelstellung gegen einen ausrückbaren Anschlag gehalten
seine Ganz besonders billig und platzsparend wird die erfindungs gemäße Konstruktion
durch die im Anspruch 5 angegebenen Maß nahmenO Konstruktiv besonders einfach ist
die im Anspruch 6 angel gebene konkrete Ausführungsform der Erfindung Sie zeichnet
sich zugleich durch besonders hohe Robustheit und luver lässigkeit im Betrieb aus,
Auf das manuelle Einstellen von Anschlägen zum Einrichten der Drehmaschine kann
man verzichten, wenn die Schwenk bewegung des Fräskopfes wie in der im Anspruch
7 ange-
gebenen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erzeugt
wird. Das Maß des Schwenkens des Fräskopfes kann bei dieser Ausführungsform mittels
eines NC-Programmes festgelegt werden, so daß auch beim Umstellen der Drehmaschine
auf andere Werkstücke Paßfedern anderer Breite gefräst werden können, ohne daß ein
manuelles Verstellen oder Eingreifen erforderlich wird.
-
Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsmöglichkelten zu. Zwei davon
sind teilweise schematisch in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben.
Es zeigen Figur 1 eine Seitenansicht des für die Erfindung wesentlichen Teils einer
Drehmaschine mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Schnitt, Figur 2 eine Draufsicht
auf die Anordnung gemaß Figur 1, Figur 3 eine Prinzipskizze einer gegenüber Figur
1 geänderten Ausführungsform des erfindungegemäßen Fräsaggregats, eingespannt in
einem Trommelwerkzeugspeicher, Figur 4 die Vorrichtung gemäß Figur 3 von oben gesehen,
wobei der Trommelwerkzeugspeicher weggelassen wurde.
-
Die Figuren 1 und 2 zeigen einen Teil eines Trommelwerkzeugspeichers
1 in einer Stellung oberhalb eines Reitstockes 20 Der Reitstock 2 stützt mittels
einer Körner-
spitze 3 ein Werkstück 4 an einer Stirnseite ab.
In dieses Werkstück 4 ist mittels eines Fräswerkzeugs 5 eine Paßfedernut 6 zu erzeugen,
die in der sauberen Mantelfläche des Werkstückes 4 parallel zur Werkstück achse
verlaufen soll, In den Trommelwerkzeugspeicher 1 ist in einer Werkzeug aufnahme
7 ein Fräsaggregat 8 mit einem Spannteil 9 eangesetst, Das Fräsaggregat 8 besteht
aus einem Fußteil 10 und einem Fräskopf 11. Der Fräskopf 11 ist um eine parallel
zur mit 12 positionierten Fräsachse verlaufende Schwenkachse 13 schwenkbar gelagert.
Dies er möglichst eine Schwenkbewegung des Fräskopfes 11 um die Schwenkachse 13,
welche durch zwei einstellbare Anschläge 14, 15 des Fußteils 1o begrenzt wird. Den
Anschläg 14, 15 sind hydraulisch auseinanderfahrbare Druckelemente 34, 35 zugeordnet.
Mittels eines Schieber ventils 16 kann wahlweise das eine oder andere der Druck
elemente 314, 35 der Anschlage 14, 15 druckbeaufschlagt und das jeweils andere an
einem drucklosen Behälter an geschlossen werden, so daß entweder das Druckelement
34 des Anschlags 14 den Fräskopf 11 gegen den Anschlag 15 preßt oder umgekehrt das
Druckelement 35 des Anschlags 15 den Fräskopf 11 in Anlage an den Anschlag 14 hält.
-
Um zum Fräsen auch eine Mittelstellung des Fräskopfes 11 einstellen
zu können, ist im schwenkbaren Teil des Trommelwerkzeugspeichers 1 ein hydraulisch
betätigbarer Rastbolzen 17 vorgesehen, welcher zur Arretierung des Fräskopfes 11
in eine Mittelstellung zwischen den An schlägen 14 und 15 mit einem kegligen Kopf
in eine Raste 18 des Fußteils 10 des Frasaggregats 8 zu greifen vermag.
-
Nunmehr sei der Antrieb des Fräsaggregats 8 erläutert.
-
Am feststehenden Teil des Trommelwerkzeugspeichers 1 lt ein Motor
19 mit einem Getriebe 20 und einer Kupplungshälfte 21 fest angebracht. In diese
KupplungshSlfte 21 greift eine andere Hupplungshalfte 22 fest ein, wenn das Fräsaggregat
8 durch Drehung des Trommelwerkzeugspeichers 1 in Arbeitsstellung geschwenkt und
der Trommelwerkzeugspeicher 1 mit seiner Stirnverzahnung verrastet ist. Die Kupplungshälfte
22 sitzt auf einer Antriebswelle 23, die durch den Spannteil 9 des Frasaggregats
8 hindurch geführt ist und im Inneren des Fußteils 10 ein Kegelrad 24 hat. Ein weiteres
Kegel~ rad 25 erzeugt einen Kraftschluß von der Antriebswelle 23 auf eine quer zu
ihr angeordnete,aus dem Fußteil 10 nach oben herausgeführte Welle 26. Diese Welle
26 verläuft koaxial zur Schwenkachse 13 des -Fräskopfes 11.
-
Die Welle 26 hat auf dem Fußteil 10 ein Zahnrad 27, welches mit einem
Zahnrad kämmt, das eine das FrBswerkzeug 5 aufnehmende Frässpindel 29 antreibt.
-
Das Fräsen von Paßfedernuten mit der erfindungagemäßen Vorrichtung
geschieht wie folgt. Nach dem Drehen des Werkstückes 4 wird die Hauptspindel in
der richtigen Position für das Fräsen einer Paßfedernut 6 fixiert.
-
Der Trommelwerkzeugspeicher 1 schwenkt dann derart, daß das Fräsaggregat
8 in Arbeitastellung gelangt, wobei die Hupplungshälften 21, 22 fluchten. Wenn der
drehbare Teil des Trommelwerkzeugspeichers 1 in seine Stirnverzahnung eingerückt
ist, dann sind auch die Kupplungshälften 21, 22 eingerückt, so daß Kraftschluß zwischen
dem Motor 19 und der Frässpindel 29 besteht.
-
Durch Verfahren des Trommelwerkzeugspeichers in x-Richtung wird anschließend
die Tiefe der zu er zeugenden Paßfedernut eingestellt. Die Länge der Paß federnut
wird durch Verfahren des Bettachlittens in 2-Rlchtung erzeugt0 Wenn eine Nut von
der Breite des Durchmessers des Fräawerkzeugs 5 erzeugt ist, denn sind anschließend
die beiden Flanken der Psßfedernut mit dom exakten Maß zu erzeugen, in dem für den
ersten Frän durchgang der Fräskopf 11 gegen beispielsweise den Anschlag 14 und für
den zweiten Fräsdurchgang gegen den Anschlag 15 geschwenkt wird.
-
Bei der stark schematisch wiedergegebenen Ausführungsform nach den
Figuren 3 und 4 sind funktionell gleiche Teile wie in den Figuren 1 und 2 positioniert.
Die Figuren zeigen wiederum einen Trommewerkzeugspeicher 1, in den ein Fräsaggregat
8 eingespannt ist. In das Fräaaggreoat 8 führt wiederum eine Antriebswelle 239 welche
über die gleichen Bauteile wie bei der Ausführungsform gemäß den Figuren 1 und 2
eine Fräsapindel 29.antreibt. Ebenfalls wie bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform
besitzt das Fräsaggregat 8 einen fräskopf 11, , der um eine Schwenkachse 13 schwenkbar
ist, Die Schwenkbewegung des Fräskopfes 11 erfolgt jedoch nicht zwischen zwei Anschlägen,
vielmehr mittels eines Schrittmotors 30, der über eine Kugelrollspindel 31 einen
Kulissenstein 32 zu bewegen vermag. Dieser kulissenstein 32 kann sich spielfrei
in eine schräg zur Achse der Kugelrollspindel 31 verlaufende Kulissenführung 33
bewegen, so daß je nach Bewegungarichtung des Kulissensteins 32 sich der Fräskopf
11 in die eine oder andere
Richtung verschwenkt. Die jeweilige
Stellung des FrSskopfes 11 wird dann ausschließlich vom Schrittmotor 30 bestimmt.