DE3302432A1 - Machine bed, in particular of a machine tool, with a slide way consisting of micro-finished steel beams of prismatic cross-section, and a method for aligning and fixing the steel beam on the machine bed - Google Patents
Machine bed, in particular of a machine tool, with a slide way consisting of micro-finished steel beams of prismatic cross-section, and a method for aligning and fixing the steel beam on the machine bedInfo
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Abstract
Description
Maschinengrundkörper, insbesondere einer Werkzeugmaschine, mit einerMachine base, in particular a machine tool, with a
Schlittengeradführung aus feinstbearbeiteten Stahlbalken von prismatischem Querschnitt sowie Verfahren zum Ausrichten und Befestigen des Stahlbalkens auf dem Maschinengrundkörper Die Erfindung bezieht sich auf einen Maschinengrundkörper, insbesondere einer Werkzeugmaschine, mit einer Schlittengeradführung aus feinstbearbeiteten Stahlbalken von prismatischem Querschnitt, die mittels Zylinder-Schaftschrauben mit dem Maschinengrundkörper verbunden sind, deren Schäfte und Köpfe in entsprechende Bohrungen in den Stahlbalken eingelassen sind.Straight carriage made of precision-machined prismatic steel beams Cross-section and method of aligning and securing the steel beam on the Machine base body The invention relates to a machine base body, in particular a machine tool, with a straight slide guide made of precision machined Steel beams of prismatic cross-section secured by means of cylinder headless screws are connected to the machine body, their shafts and heads in corresponding Holes are embedded in the steel beam.
Bei zahlreichen Gattungen von Werkzeug- und Arbeitsmaschinen sind zur Durchführung von Arbeitsoperationen längsbewegliche Arbeits- oder Werkzeugschlitten vorhanden,die an Schlittengeradführungen aus feinstbearbeteten Stahlbalken von prismatischem Querschnitt geführt sind.In numerous types of machine tools and work machines are for carrying out work operations longitudinally movable work or tool slides available, which on slide straight guides made of finest machined steel beams of prismatic Cross-section are performed.
Diese sind mittels Zylinder-Schaftschrauben mit dem Maschinengrundkörper verbunden, deren Schäfte und Köpfe in entsprechende Bohrungen in den Stahlbalken eingelassen sind.These are connected to the machine base by means of cylinder headless screws connected, their shafts and heads in corresponding holes in the steel beam are let in.
Bei Maschinengrundkörpern von derartigen Arbeits- und Werkzeugmaschinen ist es üblich, diese Stahlbalken der Geradführungen nach dem Anpassen und Ausrichten auf ihren Auflage- bzw. Anlageflächen der Maschinengrundkörper mittels Zylinder-Schaftschrauben zu Befestigen und danach über rien durch die Befestigungsschrauben gegebenen Reibschluß hinaus mittels Zylinderstiften oder Kegel stiften in ihrer Lage formschlüssig zu fixieren.In the case of the machine base of such work and machine tools it is common practice to adjust these steel beams after adjusting and aligning the linear guides on their support or contact surfaces of the machine base by means of cylinder headless screws to fasten and then over rien given by the fastening screws frictional engagement in addition, pin positively in their position by means of cylindrical pins or cones fix.
Diese Befestigungsweise mittels der Zylinder-Schaftschrauben in der durch die Verstiftung auf den Auflageflächen fixierten Lage der Stahlbalken ist in vielen Fällen dann ausreichend, wenn während der Lebensdauer der Maschine ein Ersetzen oder Neuausrichten der Geradführungen nicht in Betracht kommt. Es muß jedoch bei mehreren Maschinengattungen, vor allem bei Werkzeugmaschinen mit hohen Genauigkeitsanforderungen damit gerechnet werden, daß diese Stahlbalken der Geradführungen entweder ersetzt oder neu justiert werden müssen, wenn diese den hohen Präzisionsanforderungen nicht mehr genügen, sei daß Verschleiß eingetreten ist oder daß sonstige Beschädigungen dies erforderlich machen. Bei sehr schweren Werkzeugmaschinen, vor allem großen Dreh-, Bohr- und Fräswerken zur Bearbeitung schwerer und schwerster oft sperriger Werkstücke kommt es beim Transport anderer Werkstücke durch die mit bei Großfertigungen eng belegten Werkhallen zum Anfahren an die Maschinenständer und deren l'erkzeugschlitten bzw. Schlittenführungen. Außerdem kann nicht ausgeschlossen werden, daß der Werkzeugträger auf unbeabsichtigte Weise mit Eilgang-,geschwindigkeit mit dem Werkstück kollidiert. Durch dieses Anfahren wird, in dem einem Fall infolge des großen Werkstückgewichtes im anderen Fall durch die erhebliche Geschwindigkeit,auf die getroffenen Schlitten oder Schlittenführungen eine große Stoßenergie ausgeübt, die nicht selten Verschiebungen, Verbiegungen und- oder örtliche Beschädigungen der Führungsbalken zur Folge hat. In diesen Fällen müssen die beschädigten Stahlbalken von den Maschinengrundkörpern entfernt werden. Falls die Schäden nicht durch Reparaturen behoben werden können, müssen neue Stahlfuhrungsbalken angefertigt werden. Jedenfalls ist es erforderlich, die wieder neu zu befestigenden gegebenenfalls auch nachgearbeiteten - Stahlbalken der Geradführungen auf den Maschinengrundkörpern wieder neu auszurichten und dann zu verschrauben. Hier erweisen sich die Zylinder- oder Kegel stifte und deren Bohrungen als äußerst hinderlich. Die Stifte werden durch die Stoßenergie infolge der Auftreffwucht auf die Stahlbalken stets ebenfalls beschädigt wobei sich die Teile der Stifte, die im Maschinengrundkörper sitzen, infolge der Scherwirkung gegenüber den Teilen, die in den Stahlbalken sitzen, versetzen und können deshalb für die Neubefestigung nicht mehr benutzt werden. Ein Ausbohren mit der erforderlichen hohen Genauigkeit ist in aller Regel dann nicht mehr möglich. Auch kommt das Bohren neuer Stiftlöcher wegen der engen Schrauben- und Stiftabstände infolge Platzmangel nicht in Betracht. Daher stößt in solchen Fällen eine Lnstandsetzung der Schlittenführungen auf Schwierigkeiten, die in der Regel nicht überwindbar sind, so daß derartig beschädigte Mas.hinen hälifrq nicht mehr weiter benutzt werden können. This method of fastening using the cylinder headless screws in the The position of the steel beam is fixed by the pinning on the support surfaces in many cases sufficient if a during the life of the machine Replacing or realigning the linear guides is out of the question. However, it must for several machine types, especially machine tools with high accuracy requirements It is expected that these steel bars will either replace the straight guides or have to be readjusted if these do not meet the high precision requirements more suffice, be it that wear has occurred or that other damage make this necessary. For very heavy machine tools, especially large ones Turning, drilling and milling machines for machining heavier and heaviest often bulky ones Workpieces are involved in the transport of other workpieces with large-scale production tightly occupied factory halls to approach the machine frames and their tool slides or slide guides. In addition, it cannot be ruled out that the tool carrier inadvertently collides with the workpiece at rapid traverse speed. This start-up is, in one case, due to the large weight of the workpiece in the other case due to the considerable speed of the hit carriage or slide guides exert a large impact energy, which not infrequently causes displacements, Results in bending and / or local damage to the guide beams. In these cases, the damaged steel beams must be removed from the machine base removed. If the damage cannot be remedied by repairs, new steel guide beams have to be made. In any case, it is necessary the steel beams that have to be re-fastened, if necessary, reworked realign the straight guides on the machine base again and then to screw. This is where the cylindrical or conical pins and their bores turn out to be as extremely obstructive. The pins are affected by the impact energy as a result of the impact force on the steel beams always also damaged whereby the parts of the pins, which sit in the machine base, due to the shear effect on the parts, that sit in the steel beams, relocate and can therefore be used for re-fastening can no longer be used. Boring with the required high accuracy is usually no longer possible. There is also the drilling of new pin holes not considered due to the tight screw and pin spacing due to lack of space. Therefore, in such cases, it is difficult to repair the slide guides. which usually are not surmountable, so that such damaged Mas.hinen hälifrq can no longer be used.
Der Erfindung liegt daher die Afgdb zugrunde, diesen erheblichen Nachteil durch eine andere Art der Befestigung der Stahlbalken an den Schlittenführungen und durch eine hierfür zweckmäßige Verfahrensweise zu überwinden.The invention is therefore based on the Afgdb, this considerable disadvantage by a different way of attaching the steel beams to the slide guides and to be overcome by a procedure expedient for this purpose.
Ausgehend von einem Maschinengrundkörper, insbesondere einer Werkzeugmaschine, mit einer Schlittengeradüührung aus feinstbearbeiteten Stahl balken von prismatischem Querschnitt, die mittels Zylinder-Schaftschrauben mit dem Maschinengrundkörper verbunden sind, besteht der erfindungsgemäße Vorschlag darin, daß die Ringspalte zwischen den Schäften der Schrauben und den diese aufnehmenden zylindrischen Bohrungen in den Stahlbalken eine Spaltbreite von mindestens 1 mm bezogen auf den Radius aufweisen und daß diese zylindrischen Zwischenräume mit einer aushärtenden Kunstharz-Vergußmasse ausgegossen sind.Starting from a machine base, in particular a machine tool, with a straight slide guide made of finely machined steel beams of prismatic shape Cross-section connected to the machine base by means of cylinder headless screws are, the proposal according to the invention is that the annular gaps between the shafts of the screws and the cylindrical bores receiving them in the steel bars have a gap width of at least 1 mm in relation to the radius and that these cylindrical spaces with a hardening synthetic resin potting compound are poured out.
Durch das Ausfüllen der Ringspalte mit einem aushärtenden Gießharz wird eine formschlüssige Verankerung der Stahlbalken an den Zylinder-Schaftschrauben hergestellt. Diese Verankerung erfüllt völlig die Funktion von Paßstiften, mit denen bisher die Fixierung der Stahlbalken auf den Auf-oder Anlageflächen der Maschinengrundkörper bewirkt wurde. Dabei ist nicht nachteilig, daß die Kunstharzvergußmasse trotz ihrer starken Erhärtung nicht genau so hart wird, wie ein Paßstift. Diese sind bei der Ausübung einer großen Stoßenergie auf Kerbschlagzähigkeit und Abscherung beansprucht, während das die Ringspalte ausfüllende Gießharz nur auf Druck beansprucht ist. Da dieses Material nicht kompressibel ist, tritt eine dauernde Verformung nicht auf. Wegen seiner gegenüber den Paßstiften geringeren Härte und daher höheren Elastizität kann es ~jedoch bezgl.By filling the ring gaps with a hardening casting resin a form-fitting anchoring of the steel beams on the cylinder headless screws manufactured. This anchorage completely fulfills the function of dowel pins with which up to now the fixation of the steel bars on the support or contact surfaces of the machine base was effected. It is not disadvantageous that the synthetic resin casting compound in spite of it strong hardening will not be as hard as a dowel pin. These are at the Great impact energy exerted on impact strength and shear stress, while the casting resin filling the ring gaps is only subjected to pressure. There this material is not compressible, permanent deformation does not occur. Because of its lower hardness compared to the dowel pins and therefore higher elasticity it can ~ however regarding
der auf die Schraubenschäfte ausgeübte Stoßenergie dämpfend wirken und diese daher schonen bzw. schützen. Die Vergußmasse in den Ringspalten hindert in keiner Weise das Herausdrehen der Schrauben, wenn die Stahlbalken gegen andere ausgetauscht oder wenn sie repariert werden sollen.the impact energy exerted on the screw shafts have a dampening effect and therefore preserve or protect them. The casting compound prevents the ring gaps In no way unscrew the screws when the steel beams are against others replaced or when they need to be repaired.
Auch das restlose Entfernen der Vergußmasse stößt auf keinerlei Schwierigkeiten, so daß beim Anbringen der reparierten oder der neuen Stahlbalken dieselbe Befestigungsweise angewandt werden kann.Even the complete removal of the casting compound does not run into any difficulties, so that when attaching the repaired or the new steel beams the same method of fastening can be applied.
Nach einem weiteren flerkmal der erfindungsgemäßen Befestigung weisen die Zylinder-Schaftschrauben mindestens eine in ihrer Längsachse verlaufende Sackbohrung und mindestens eine an diese anschließende radialverlaufende, am Schaft austretende Querbohrung auf.According to another feature of the fastening according to the invention the cylinder headless screws have at least one blind hole running in their longitudinal axis and at least one adjoining this, radially extending and exiting on the shaft Cross hole.
Ferner wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß in den ringflächenförmigen Auflage-Ansätzen in den Bohrungen für die Zylinderköpfe der Schrauben mindestens eine radialverlaufende Kerbnut von mindestens 0,5 mm Tiefe und 0,3 mm Breite vorhanden ist.It is also proposed according to the invention that in the annular surface-shaped Support lugs in the holes for the cylinder heads of the screws at least there is a radially extending notch groove at least 0.5 mm deep and 0.3 mm wide is.
Die Durchbohrung der Zylinder-Schaftschrauben, welche vorzugsweise als Zentralbohrung ausgeführt ist, und die querverlaufende Bohrung dienen der besseren Zuführung des Verguß#iaterials in den Ringspalt; dadurch ist vor allem gewährleistet, daß auch alle Hohlräume im Bereich des Gewindeansatzes vollständig ausgefüllt sind. Das weitere Vorrichtungsmerkmal der Kerbnut ermöglicht eine einwandfreie Entlüftung des Schaftringspaltes der Zylinder-Schaftschrauben beim Einpressen der Vergußmasse, so daß sich keine Luftblasen bilden können. Außerdem kann durch den Ringspalt zwischen Schraubenkopf und der den Schraubenkopf aufnehmenden Bohrung beobachtet werden, wann die Vergußmasse in der Entlüftungs-Kerbnut austritt, dann ist das Einpressen der Vergußmasse zu beenden, da sonst auch der Ringspalt zwischen Schraubenkopf und der diesen aufnehmenden Bohrung ausgefüllt würde und damit das spätere Lösen der Schrauben unmöglich gemacht würde.The bore of the cylinder headless screw, which is preferably is designed as a central hole, and the transverse hole serve the better Feeding the potting material into the annular gap; this ensures, above all, that all cavities in the area of the thread attachment are completely filled. Another feature of the device, the notch groove, enables perfect ventilation the shank ring gap of the cylinder shank screws when the casting compound is pressed in, so that no air bubbles can form. In addition, through the annular gap between The screw head and the hole receiving the screw head are observed, when the potting compound emerges in the vent groove, then it is press-in to finish the potting compound, otherwise the annular gap between the screw head and would fill this receiving hole and thus the later loosening of the Screwing would be made impossible.
Die Erfindung offenbart noch eine Verfahrensweise zum Ausrichten und Befestigen von feinstbearbeiteten Schlitten-Geradführungs-Stahlbalken an einem Maschinengrundkörper, insbesondere einer Werkzeugmaschine, die mittels Zylinder-Schaftschrauben mit dem Maschinengrundkörper verbunden sind, nach den Ansprüchen 1 bis 3, die darin besteht, daß nach der Vormontage und dem Grob-Ausrichten des Stahlbalkens und nach dem Herstellen der Gewinde-Mutterbohrungen in dem Maschinengrundkörper das genaue Ausrichten und Vermessen der Stahlbalken und darauf die Befestigung durch Einsetzen und Festanziehen der Zylinder-Schaftschrauben erfolgt und darauf in die in die Zylinderköpfe mündenden Bohrungen der Schrauben mittels Preßvorrichtungen eine thermoplastische Kunstharzvergußmasse eingepreßt wird, die über die radialen Querbohrungen in die Ringspalte zwischen den Schraubenschäften und den Bohrungswandungen eindringt und diese sowie den oberen Zwischenraum zwischen Gewinde und Gewinde-Mutterbohrungen erfüllt und damit die oberen Gewindegänge umschließt.The invention still discloses a method of alignment and Fastening of precision-machined slide straight-line guide steel beams to a machine base, in particular a machine tool that is connected to the Machine base are connected, according to claims 1 to 3, which consists in that after the pre-assembly and the rough alignment of the steel beam and after manufacture of the threaded nut bores in the machine base for precise alignment and Measure the steel beams and fix them by inserting and tightening them the cylinder headless screw and then into the cylinder head Bores of the screws by means of pressing devices a thermoplastic synthetic resin casting compound is pressed in through the radial transverse bores in the annular gaps between penetrates the screw shafts and the bore walls and these and the upper Gap between thread and threaded nut bores met and thus the enclosing upper thread turns.
Die Erfindung ist in der Zeichnung an Hand eines Ausführungsbeispiels dargestellt und im folgenden näher erläutert. Die Zeichnung zeigt einen Längsschnitt durch den Stahlbalken einer Schlitten-Geradführung. Mit 1 ist der Teil des Maschinengrundkörpers bezeichnet, auf dem der Stahlbalken 2 mittels der Zylinder-Schaftschrauben 3 verschraubt ist.The invention is shown in the drawing using an exemplary embodiment shown and explained in more detail below. The drawing shows a longitudinal section through the steel beam of a straight slide guide. 1 is the part of the machine base denotes, on which the steel beam 2 is screwed by means of the cylinder headless screws 3 is.
Die Zylinder-Schaftschraube 3 - linke Darstellung - weist den Zylinderkopf 5 mit dem versenkten Sechskant 4 sowie dem Schaftteil 7 mit dem daran anschließenden Gewindeschaft auf, mit dem sie in das Gewinde 10 im Maschinengrundkörper 1 eingeschraubt ist.The cylinder head screw 3 - left illustration - shows the cylinder head 5 with the countersunk hexagon 4 and the shaft part 7 with the adjoining one Threaded shaft with which it is screwed into the thread 10 in the machine base body 1 is.
Die Zylinder-Schaftschraube 3 ist mit einer zentralen Sackbohrung 11 und einer an diese anschließenden radialverlaufenden, am Schaftteil 7 austretenden Querbohrung 12 versehen.The cylinder headless screw 3 has a central blind hole 11 and one adjoining this, extending radially and exiting on the shaft part 7 Cross hole 12 provided.
Die Darstellung auf der rechten Seite zeigt die Bohrung im Maschinengrundkörper 1 und im Stahlbalken 2 bevor die Zylinder-Schaftschraube 3 eingedreht und vergossen ist Mit 8 ist die Bohrung zur Aufnahme des Schraubenkopfes 5 der Schraube 3 bezeichnet, während die Bohrung zur Aufnahme des Schraubenschaftes 7 mit 9 bezeichnet ist. Die beiden Bohrungen 8 und 9 enden bzw. beginnen am ringflächenförmigen Auflage-Ansatz 13 für den Schraubenkopf 5 der Schraube 3. Im Grundkörper 1 schließt sich an die Bohrung 9 zur Aufnahme des Schraubenschaftes das Schrauben-Muttergewinde iC an.The illustration on the right shows the hole in the machine base 1 and in the steel beam 2 before the cylinder headless screw 3 is screwed in and potted is 8 with the hole for receiving the screw head 5 of the screw 3 is designated, while the bore for receiving the screw shank 7 is denoted by 9. the both bores 8 and 9 end or begin at the annular support approach 13 for the screw head 5 of the screw 3. In the base body 1 adjoins the Hole 9 for receiving the screw shank on the screw nut thread iC.
Zwischen dem Schaftteil 7 der Schraube 3 und der Bohrung 9 ist der Ringspalt 6 gebildet.Between the shaft part 7 of the screw 3 and the bore 9 is the Annular gap 6 is formed.
Wie aus der Darstellung auf der linken Seite der Zeichnung hervorgeht, ist der Ringspalt 6 mit der Vergußmasse 15 erfüllt, die auch zu einem Teil in die feinen Hohl spalte der obersten Gewindegänge 16 zwischen der Schraube 3 und dem Muttergewinde 10 eingetreten ist.As can be seen from the illustration on the left of the drawing, the annular gap 6 is met with the potting compound 15, which is also partly in the fine hollow column of the top threads 16 between the screw 3 and the Nut thread 10 has occurred.
Die Vergußmasse 15 wurde zuvor mittels einer Presse unter ausreichend hohem Druck in die zentrale Bohrung 11 eingepreßt und trat durch die Querbohrung 12 in den Ringspalt 6 aus, wo sie sich nach oben und unten ausbreiten und den gesamten Ringspalt ausfüllen konnte. Ferner umschließt die Vergußmasse auch die freiliegenden oberen Gewindegänge der Schraube 3 und drang in die ersten nach unten anschließenden Gewindegänge 16 zwischen Schrauben- und Muttergewinde ein.The potting compound 15 was previously under sufficient by means of a press high pressure pressed into the central bore 11 and entered through the transverse bore 12 in the annular gap 6, where they spread up and down and the entire Could fill annular gap. Furthermore, the potting compound also encloses the exposed ones upper threads of the screw 3 and penetrated into the first subsequent downwards Thread turns 16 between screw and nut threads.
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