DE3335022A1

DE3335022A1 - Befestigungseinrichtung fuer werkzeuge an werkzeugmaschinen

Info

Publication number: DE3335022A1
Application number: DE19833335022
Authority: DE
Inventors: Jörg 7050 Waiblingen Bingeser; Herbert 7239 Fluorn-Winzeln Walter
Original assignee: HERBERT WALTER WERKZEUG und MA
Current assignee: HERBERT WALTER WERKZEUG und MA
Priority date: 1983-09-28
Filing date: 1983-09-28
Publication date: 1985-04-11

Description

efastigungseinrichtung
für Werkzeuge an Werkzeugmaschinen Die Erfindung betrifft eine Befestigungseinrichtungfur Werkzeuge an Werkzeugmaschinen, insbesondere an Funkenerosions-Werkzeugmaschinen und anderen konventionellen Werkzeugmaschinen, die zur spanenden Bearbeitung von Werkzeugelektroden für die Funkenerosion eingesetzt werden.
Kennzeichnend für derartige Werkzeuge ist, daß sie in der Regel nicht umlaufen.
Da es sich bei der Funkenerosion um ein abbildendes Verfahren handelt und daher das Arbeitsergebnis von der Lagegenauigkeit der Werkzeugelektrode abhängt, muß die Elektrode sowohl in axialer Vorschubrichtung (also parallel zur Vorschubachse) als auch unter einem bestimmten Winkel senkrecht zur Vorschubrichtung positioniert sein, um die Lage-, Winkel- und Koordinatenzuordnung zum auf dem Maschinentisch befindlichen Werkstück sicherzustellen.
Bisher bekannte Befestigungseinnichtungen gemäß DE-OS 2100270 und DE 2545951 C3 benützen zur Positionierung in axialer Richtung und gleichzeitig unter einem bestimmten Winkel senkrecht zur A x i a 1 r i c h t u n g e n L weder schräge R e f renzflächen zwischen Aufnahme und Schaft oder einen achsparallelen Bolzen, gegen -den ein Stift gedrückt wird. Derartige Lösungen haben den Nachteil, daß die. positionierenden Wirkflächen mit extrem hoher Genauigkeit gefertigt werden müssen und daß sich Fehlpositionierungen aufgrund unvermei dbarer Verschmutzung der Wirkflächen nicht vermei -den lassen. Hierbei wirkt sich unter dem Gesichtspunkt der Schmutz an fä 11 -i gk ei t besonders nachteilig die Verwendung glatter Stirnflächen als axiale Referenzhöheneinstellung aus. Besonders große Fehlermöglichkeiten bei der Winkelfixierung können dann entstehen, wenn als Wirkfläche hierzu ein Querstift im Schaft in Verbindung mit einem achsparallelen Bolzen, der im Aufnahmekörper sitzt, verwendet wird, weil geringste Parallelitätsabweichungen des Bolzens und geringste Lageabweichungen des Querstiftes zu Winkelverlagerungen führen. Zieht man in die Funktionsanalyse di unvermeidbaren Durchmessertoleranzen von Bolzen und Stiftein, so können erhebliche Winkelpositionierfehler entstehen.
Die vorliegende Erfindung vermeidet alle diese Nachteile, i n dem zur Positionierung in axialer Richtung als auch u n t e' einem bestimmten Winkel als Wirkflächen prismatische Aussparungen in Verbindung mit Kugeln benützt. werden. Diese Wirkflächenkombination hat den Vorteil, daß schmutzunanfällige Punktberührung zweier Spannelemente vorliegt und daß sich eine Kugel gegenüber prismatischen Profilelemente' problemlos und exakt selbst zentriert Die Grundausführung des Erfindungsgegenstandes ist in Fig.
1 dargestellt. Ein massiver Aufnahmekörper (1.0) beinhaltet ein'zylindrisches Spannfutter oder eine Spannhülse zur zentrischen Aufnahme des Schaftes (1.4, 1.5). Der. Schaft selbst besitzt radial angeordnet eine Kugel (1.3) oder eine Kugel, die auf einem Querstift (1.6) befestigt ist. In den.
Aufnahmekörper sind an der Stirnseite (1.1) prismatische Aussparungen (1.2). eingearbeitet. Diese pri smati schen Aussparungen sind Radiale ausgehend vom Zentrum der Aufnahmebohrung im Aufnahmekörper. Zum Spannen wird der Schaft (1.4, 1.5) in das Spannfutter eingeführt und mittels dem Spannring (1.7)-und mehreren, nicht näher dargestellten, radial nach innen bewegten Spannbolzen in Verbindung mit einer Halbrundkerbe (1.8) am Ende des Schaftes nach oben gezogen, so daß ein Kraftschluß an der Kugel entsteht. Der Spannmechanismus kann jedoch unter Beibehaltung des beschriebenen Funktionsprinzips auch hydraulisch oder elektromechanisch betätigt werden. Damit liegt eine axiale-Höhenpositionierung und gleichzeitig eine Winkelpositionierung des Schaftes fest. Für die Winkelgenauigkeit ist es dabei von untergeordneter Bedeutung, ob die prismatischen Aussparungen exakte Radiale sind oder nicht; denn die Kugel wird immer exaktj zum Mittelpunkt er Aufnahmeachse liegen.
Extrem hohe Winkelgenauigkeiten lassen sich dann erzielen, wenn die Stirnfläche des Aufnahmekörpers einen großen Durchmesser besitzt und die Kugel auf einem langen Stift befestigt wird.
Einzelheiten sind Gegenstand des Hauptanspruchs und der Unteransprüche. Details der estellt. In diese Ausführungen sind in den Zeichnungen dargestellt. In diesen werden gezeigt: Fig. 2: Ansicht der Stirnfläche des AuFnahmekörpers mit einer Vielzahl von prismatischen Aussparungen; Fig. 3: Unterschiedliche Profile der prismatischen Aussparungen Fig. 4: Spannen des Schaftes mittels einer Uberwurfmutter; Fig. 5: Spannen des Schaftes mittels Winkelhebel, die mit einem kurvenprofilierten Spannring betätigt werden.
Die erfindungsgemäße Grundausführung der Befestigungseinr i c h t u n g wird i- n der Regel 2 2 0 d e r 4 prismatische Aussparungen an der Stirnfläche besitzen. Gemäß Fig. 2 lassen sich jedoch eine Vielzahl von Aussparungen in definierten Win kelschritten anbringen, so daß für bestimmte Bearbe'itungsaufgaben eine exakte Teilungsindexierung möglich ist. de nach Durchmesser der Stirnfläche der Aufnahme und je nach Größenordnung der prismatischen Aussparungen lassen sich 6 8, 12, 16, usw., aber auch ungerade Anzahlen von 7, 9, 11, 13, usw., Aussparungen anbringen.
de nach Art des Spannens sind unterschiedliche Profile der prismatischen Aussparungen erforderlich. Fig. 3 zeigt das in der Regel verw-endete V-Profi 1 (3.1), das in bel i eb gen -Offnungswinkeln ausgeführt sein kan. Im Ealle eines automatischen Werkzeugwechsels mittels einer Wechseleinrichtung oder einem Industrieroboter sind im Hinblick auf einen sicheren Funktionsablauf auch andere Profile einsetzbar. z-B. 1/2 V-Profile (3.2) die ein Uberrasten während des Werk zeugwechsels verhindern In diesem Zusamme@@ang ist es auch von Vorteil, je nach Funktionscharakteristik größere oder kleinere Kugeln einzusetzen. Deshalb wird die Kugel (1.3) mit dem Schaft bzw-.
Stift (1.6), Kugel und Schaft mittels Schraubverbindungen verbunden, so daß eine Dimensionierungsvariation problemlos möglich ist.
Fig. 4 und Fig. 5 zeigen die erfindungsgemäßc Ausführung der Befestigungseinrichtung in kostengünstigen Versionen In beiden Fällen ist die axiale Spannbewegung vom Inner@ des Aufnahmekörpe,rs nach außen gelegt, und zwar in Form einer Uberw'urfmutter' (4.1) in Verbindung mit einem ringförmigen Absatz (4.2) am Schaft. Dieselbe- Funktion ist erzeugbar, wenn der Schaft (4.3) aufgrund einer Durchmesseränderung einen Ab-satz (4.4) erhält.
Die Ausführung gemäß Fi'g. 5 entspricht funk t,i onel 1 derjen i -gen in Fig. 4. Al-s Spannmechanismus werden jedoch Winkelhebel (5.1) verwendet, die über dem Absatz (5.2) des Schaftes die Kugel in die prismatische Aussparung" pressen.
Die Spannbewegung ist mechanisch mittels einem Spannring (5.3) und darin-eingearbeitete Kurvenprofile (5.4) erzeugbar, wobei- (was in der Zeichnung nicht näher dargestellt ist) federnde Zwischenelemente Ungenauigkeiten der Winkel hebel ausgleichen.

Claims

- Befestigungseinrichtung für Werkzeuge an Werkzeugmaschinen Patentansprüche 1. Befestigungseinrichtung für Werkzeuge an Werkzeugmaschi nen, vornehmlich an Funkenerosions-Werkzeugmaschinen oder für ähnlich zu befestigende, umlaufende oder nicht umlaufende Werkzeuge mit zylindrischem Schaft, bestehen aus einem Spannfutter oder einer Spannhülse mit einer zylindrischen Aufnahme für den Schaft und aus Referenz Wirkflächen oder Referenz-Wirkpunkten an Schaft und Spannfutter bzw. Spannhülse zur Lagefixierung des Schaf tes in axialer Richtung und in einem bestimmten Winkel im Spannfutter oder in der Spannhülse, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß eine freie Stirn fläche (1.1) der Aufnahme, die mit einer oder mehreren prismatischen Aussparungen (1.2, 2,1) versehen ist und eine neben dieser radial angeord nete, am Schaft befestigte Kugel (1.3) die Referenz-Wirkflächen bzw. Referenz-Wirkpunkte des Spannfutters oder der 5 pan n h U l.s e fil r axiale Höhenpositionierung und Winkel lage in Verbindung mit dem Schaft bilden und daß der Schaft (1.4, 1.5) eine radial vorstehende Kugel trägt, die entweder direkt am Schaft oder an einem vor stehenden Stift (1.6) befestigt ist und daß diese Kugel mittels eines Spannringes (1.7) in Verbindung mit einer Kerbe (1.8) an einem Ende des Schaftes oder mittels einer Uberwurfmutter (4.1) oder eines Hebels (5.1) in Verbindung mit einem Absatz am Schaft (4.2, 5.2) gegen die profilierte Stirnfläche andrückbar ist.
2. Befestigungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die prismatischen Aussparungen (1.2), die Kugel (1.3) und der Stift (1.6) gehärtet sind.
3. Befestigungseinrichtung nach Anspruch 1 und Anspruch 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß die prismatischen Aussparungen i2.1) in beliebigen Winkelschritten am Umfang der Stirnfläche (1.2) verteilt sind und dadurch in Verbindung mit der Kugel (1.3) eine Teilungsindexierung ermöglichen.
4. Befestigungseinrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß die prismatischen Aussparungen in der Stirnfläche als V-Profil (3,1) mit einem beliebigen Öffnungswinkel oder als 1/2 V-Profil (3.2) mit. einem beliebigen Öffnungswinkel ausgebildet sind.
5. Befestigungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß die Kugel (1.3) oder der Stift mit Kugel (1.6) mittels einer Schraubverbindung mit dem Schaft (1.4, '1.5, 4.3) verbunden sind.
6. Befestigungseinrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß der Schaft (4.3) einen ringförmigen Absatz (4.2, 4.4) besitzt und die Kugel mittels einer Überwurfmutter (4.1) gegen die profilierte Stirnflache. gedrückt wird.
7. Befestigungseinrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch g e k ein n z e i c h n e t t ci a die Anpressung der Kugel mittels einem zweiseitig t i g aneordneten Winkelhebel (5.1) in Verbindung mit den Schaftabsätzen (4.2, 4.4) erfolgt und daß die Kipphewegung der Winkclhebel durch einen Drchring (5.3) aufgrun eines eingearbeiteten Kurvenprofils (5.4) ausgeführt wird.