DE3620247A1 - Bohr-fraes-zentrum - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Bohr-Fräs-Zentrum gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein Bohr-Fräs-Zentrum dieser Gattung ist zum Beispiel aus der DE-OS 26 53 928 bekannt. Bei diesem Bohr-Fräs-Zentrum ist die Arbeitsspindel in ihrer Längsrichtung (Z-Achse) und in der hierzu senkrechten horizontalen Richtung (X-Achse) verfahrbar. Der Werkstücktisch ist mit vertikaler Aufspann­ fläche angeordnet und in vertikaler Richtung (Y-Achse) ver­ fahrbar. Durch die vertikale Anordnung der Aufspannfläche des Werkstücktisches und die horizontale Anordnung der Ar­ beitsspindel ist der Arbeitsraum nach unten frei, so daß ein freier Spänefall nach unten möglich ist.

Das Spannen der Werkstücke an der vertikalen Aufspannfläche ist schwierig. Vorzugsweise werden daher Werkstückpaletten in den Werkstücktisch eingeschoben, die außerhalb des Bohr- Fräs-Zentrums bestückt werden können. Um die Paletten in ho­ rizontaler Lage bestücken und anschließend in vertikaler La­ ge in den Werkstücktisch einschieben zu können, sind aufwen­ dige Einrichtungen erforderlich, die die bestückten Paletten in die vertikale Lage bringen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bohr-Fräs- Zentrum zu schaffen, das bei konstruktiv einfachem und da­ mit preisgünstigem Aufwand eine einfache Bestückung des Werkstücktisches gestattet, ohne auf die Vorteile des freien Spänefalls zu verzichten.

Diese Aufgabe wird bei einem Bohr-Fräs-Zentrum der eingangs genannten Gattung erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1.

Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Er­ findung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Das erfindungsgemäße Bohr-Fräs-Zentrum weist einen Werkstück­ tisch mit zwei zueinander senkrecht angeordneten Aufspannflä­ chen auf. Eine dieser Aufspannflächen befindet sich in verti­ kaler Position, während die andere sich in horizontaler Po­ sition auf der Oberseite des Werkstücktisches befindet. Der Werkstücktisch ist um eine unter 45° geneigte Achse in der Wei­ se schwenkbar, daß die beiden Aufspannflächen ihre jeweilige Position vertauschen.

Da der Werkstücktisch um eine maschinenfeste Achse schwenkbar ist, ist er in seinen beiden Schwenkstellungen ortsfest. Die für die Bearbeitung der Werkstücke erforderliche Bewegung in den drei räumlichen Achsen wird von der Arbeitsspindel über­ nommen. Diese ist nicht nur in der horizontalen X-Z-Ebene sondern auch in der vertikalen Y-Richtung verfahrbar.

Im Gegensatz zu herkömmlichen Bohr-Fräs-Zentren wird auf eine Verfahrbarkeit des Werkstücktisches verzichtet und da­ durch die Möglichkeit einer einfachen Bestückung des Werk­ stücktisches erzielt. Die sich in der oberen horizontalen Lage befindende Aufspannfläche kann in bequemer Weise von oben bestückt werden, während die an der vertikalen Auf­ spannfläche gespannten Werkstücke mit freiem Spänefall nach unten bearbeitet werden können. Die Bestückung der horizon­ talen oberen Aufspannfläche kann durch unmittelbares Spannen der Werkstücke auf diese Aufspannfläche erfolgen. Es ist eben­ so möglich, die Aufspannflächen mit Palettenführungen auszu­ statten. In dieser Ausführungsform können die Paletten in der horizontalen oberen Position der Aufspannfläche ein- und aus­ geschoben werden. Diese Ausführungsform eignet sich insbe­ sondere auch für eine Verkettung des Bohr-Fräs-Zentrums oder für eine Beschickung durch einen Palettenspeicher.

Die beiden Aufspannflächen des Werkstücktisches sind durch eine Trennwand voneinander getrennt, die an dem Werkstück­ tisch befestigt ist und in einer unter 45° geneigten, die Schwenkachse des Werkstücktisches einschließenden Ebene liegt. Die Trennwand wird zusammen mit dem Werkstücktisch geschwenkt und schließt den Arbeitsraum gegen den Beladeraum ab, in wel­ chem die horizontale obere Aufspannfläche bestückt wird. Da­ durch ist der Arbeitsraum auf äußerst einfache und preis­ günstige Weise vollständig abgeschlossen. Das Bestücken der horizontalen Aufspannfläche des Werkstücktisches kann während der Bearbeitungshauptzeit erfolgen, ohne daß durch den Späne­ flug die Bedienungspersonen gefährdet oder empfindliche Werk­ stückhandlingseinrichtungen beschädigt werden können.

Die Verfahrbarkeit der Arbeitsspindel in den drei Raumachsen kann vorzugsweise auch zu einem automatischen Werkzeugwech­ sel ausgenutzt werden, bei welchem die Werkzeuge durch das Spannfutter der Arbeitsspindel selbst aus einem Werkzeug­ magazin entnommen werden, ohne daß ein Werkzeugwechsler zwischen Arbeitsspindel und Magazin notwendig ist. Das Werkzeugmagazin ist neben dem Arbeitsraum angeordnet, so daß die Spindel in der horizontalen X-Richtung aus dem Arbeitsraum zu dem Werkzeugmagazin verfahren werden kann und durch axiale Bewegungen in Z-Richtung die Werkzeuge dem Magazin entnimmt oder an das Magazin abgibt.

Da der Werkstücktisch nicht verfahrbar, sondern nur um seine Schwenkachse schwenkbar gelagert ist, ergibt sich eine sehr robuste Bauweise und eine hohe Belastbarkeit, so daß sich das Bohr-Fräs-Zentrum insbesondere auch für die Bearbeitung schwerer Werkstücke eignet.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Bohr-Fräs-Zentrums gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine Frontansicht des Bohr-Fräs-Zentrums,

Fig. 3 eine Draufsicht des Bohr-Fräs-Zentrums,

Fig. 4 einen Blick auf die vertikale Aufspannfläche des Werkstücktisches,

Fig. 5 eine Seitenansicht des Werkstücktisches und

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht des Werkstücktisches.

Wie die Fig. 1 - 3 zeigen, weist das Bohr-Fräs-Zentrum ein Maschinenbett 10 auf, auf welchem mittels Führungen 12 ein Ständer 14 in der horizontalen X-Richtung verfahrbar ist. Zum Antrieb des Ständers in X-Richtung dient eine Antriebs­ einheit 16. Der Ständer 14 weist vertikale Führungen 18 auf, auf welchen ein Kreuzschlitten 20 in der vertikalen Y-Richtung mittels einer Antriebseinheit 22 verfahrbar ist. Eine Arbeits­ spindel 24 ist in einem Spindelkasten 26 gelagert, der auf dem Kreuzschlitten 20 in der Achsrichtung der Arbeitspindel 24, das heißt in der horizontalen Z-Richtung mittels einer Antriebs­ einheit 28 verfahrbar ist. Die Arbeitsspindel 24 ist auf die­ se Weise in den drei Raumachsen X, Y und Z numerisch gesteuert verfahrbar. Die Steuerung erfolgt von einem Bedienteil 30 aus über an sich bekannte elektrische Aggregate 32 und hydrau­ lische Aggregate 34.

In den in den Fig. 2 und 3 gezeigten Stellungen ragt die Arbeitsspindel 24 in einen Arbeitsraum des Bohr-Fräs-Zentrums, der nach unten offen ist. Am Boden des Arbeitsraumes ist ein Späneförderer 36 angeordnet, der die Späne von dem Arbeits­ raum weg aus dem Bohr-Fräs-Zentrum hinausfördert.

Auf der der Arbeitsspindel 24 gegenüberliegenden Seite des Arbeitsraums ist ein Block 38 des Maschinenbettes 10 vorge­ sehen, der dem Arbeitsraum zugewandt eine unter 45° gegen den Arbeitsraum abfallende Fläche 40 aufweist. Auf der Flä­ che 40 ist um eine zu dieser Fläche 40 senkrechte Schwenk­ achse 42 schwenkbar ein Werkstücktisch 44 montiert. Der Werk­ stücktisch 44 ist dachförmig ausgebildet und weist zwei Auf­ spannflächen 46 auf, die einen gegenseitigen Winkel von 90° einschließen, der von der Schwenkachse 42 halbiert wird. Die eine Aufspannfläche 46 ist somit vertikal der Arbeits­ spindel 24 gegenüber angeordnet, während die andere Auf­ spannfläche 46 sich horizontal oben auf dem Werkstücktisch 44 befindet, wie am deutlichsten in Fig. 5 zu erkennen ist.

Die Aufspannflächen 46 weisen in der dargestellten Ausfüh­ rungsform ein Raster von Gewindebohrungen für das unmittel­ bare Aufspannen von Werkstücken auf. Ebenso können die Auf­ spannflächen 46 mit Palettenführungen ausgestattet sein, so daß mit Werkstücken bestückte Paletten in die Aufspannflä­ chen 46 eingeschoben werden können.

Der Werkstücktisch 44 ist gesteuert um 180° um seine Schwenk­ achse 42 schwenkbar, so daß bei jedem Schwenkvorgang die bei­ den Aufspannflächen 46 jeweils ihre Lage miteinander ver­ tauschen. Das an der jeweils vertikalen Aufspannfläche 46 gespannte Werkstück wird durch das an der Arbeitsspindel 24 gespannte Werkzeug bearbeitet, wobei ein freier Spänefall nach unten auf den Späneförderer 36 gewährleistet ist. Die jeweils obere horizontale Aufspannfläche 46 befindet sich in der Beladeposition, in welcher das bearbeitete Werkstück ent­ nommen und ein Rohwerkstück gespannt werden kann. Das Be- und Entladen der horizontalen oberen Aufspannfläche 46 kann während der Bearbeitungszeit durchgeführt werden.

Um den Beladeraum der jeweils oberen horizontalen Aufspann­ fläche 46 während des Bearbeitungsvorganges vor Späneflug und Kühlmittel zu schützen, ist eine Trennwand 48 an dem Werk­ stücktisch 44 befestigt. Die Trennwand 48 ist in der den Win­ kel zwischen den Aufspannflächen 46 halbierenden Ebene ange­ ordnet und wird zusammen mit dem Werkstücktisch 44 geschwenkt.

Die Trennwand 48 verschließt einen Ausschnitt einer maschi­ nenfesten Trennwand 50, der so groß ist, daß der Werkstück­ tisch 44 mit den jeweils gespannten Werkstücken unbehindert durch diesen Ausschnitt geschwenkt werden kann. Die an dem Werkstücktisch 44 angebrachte Trennwand 48 schließt zusammen mit der maschinenfesten Trennwand 50 den Arbeitsraum voll­ ständig gegen den Beladeraum ab, wobei erforderlichenfalls der Spalt zwischen den Trennwänden 48 und 50 durch Dichtungs­ bürsten oder dergleichen verschlossen werden kann.

Gegen die Bedienungsseite ist der Arbeitsraum in herkömmlicher Weise durch eine schließbare Tür verschlossen, während an den übrigen Seiten in herkömmlicher Weise Trennwände vorgesehen sind, so daß der Arbeitsraum insgesamt nach allen Seiten voll­ ständig abgeschlossen ist.

In X-Richtung neben dem Arbeitsraum ist ein Werkzeugmagazin hinter der den Arbeitsraum in diese Richtung abschließende Trennwand angeordnet. Das Werkzeugmagazin 52 besteht aus ei­ ner Scheibe, die mittels einer Antriebseinheit 54 getaktet um eine horizontale, zur Arbeitsspindel 24 parallele Achse drehbar ist. Das Werkzeugmagazin weist an seinem Umfang Werk­ zeugaufnahmen auf.

Für den automatischen Werkzeugwechsel wird der Ständer 14 mit dem Spindelkasten 26 in X-Richtung verfahren, bis die Arbeits­ spindel 24 mit einer sich in der Wechselposition befindenden Werkzeugaufnahme des Werkzeugmagazins 52 fluchtet. Während dieser Bewegung wird die Arbeitsspindel 24 in Z-Richtung zu­ rückgezogen, damit sie an der Trennwand zwischen Arbeitsraum und Werkzeugmagazin vorbeibewegt werden kann. Der Werkzeug­ wechsel kann nun durch Verfahren der Arbeitsspindel 24 in Z-Richtung unmittelbar zwischen dem Spannfutter der Arbeits­ spindel 24 und der Werkzeugaufnahme des Werkzeugmagazins 52 erfolgen.

Claims (4)

1. Bohr-Fräs-Zentrum mit einer horizontalen verfahrbaren Arbeitsspindel und mit einem eine vertikale Aufspann­ fläche aufweisenden Werkstücktisch, dadurch gekennzeich­ net, daß die Arbeitsspindel (24) in den drei zueinander senkrechten Raumachsen (X, Y, Z) verfahrbar ist, daß auf der Oberseite des Werkstücktisches (44) eine weitere Aufspannfläche (46) horizontal unter 90° zu der vertikalen Aufspannfläche (46) vorgesehen ist und daß der Werkstück­ tisch (44) um eine unter 45° geneigte, in der den Winkel zwischen den beiden Aufspannflächen (46) halbierenden Ebene liegende Schwenkachse (42) in der Weise schwenkbar ist, daß die beiden Aufspannflächen (46) ihre jeweilige Position vertauschen.

2. Bohr-Fräs-Zentrum nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine maschinenfeste Trennwand (50) den Arbeitsraum, in welchem sich die vertikale Aufspannfläche (46) befindet, von einem Beladeraum trennt, in welchem sich die jeweils horizontale Aufspannfläche (46) befindet, daß die Trenn­ wand (50) im Bereich des Werkstücktisches (44) einen Ausschnitt aufweist und daß an dem Werkstücktisch (44) eine Trennwand (48) befestigt ist, die diesen Ausschnitt verschließt und zusammen mit dem Werkstücktisch (44) um die Schwenkachse (42) schwenkbar ist.

3. Bohr-Fräs-Zentrum nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in der zur Arbeitsspindel (24) senk­ rechten horizontalen Richtung (X) neben dem Arbeits­ raum ein Werkzeugmagazin (52) mit zur Achse der Arbeits­ spindel (24) achsparallelen Werkzeugaufnahmen vorgesehen ist und daß die Arbeitsspindel (24) auf dem Maschinen­ bett (10) in horizontaler Richtung (X) in eine Position verfahrbar ist, in welcher die Arbeitsspindel (24) mit einer Werkzeugaufnahme des Werkzeugmagazins (52) fluch­ tet.

4. Bohr-Fräs-Zentrum nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeugmagazin (52) eine Scheibe ist, die um eine zur Arbeitsspindel (24) parallele Achse getaktet drehbar ist und an ihrem Umfang achsparallele Werkzeugaufnahmen aufweist.