DE3913138C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Drehmaschine mit zwei sich axial gegenüberliegenden Hauptspindeln gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Drehmaschine, wie sie in der DE 35 37 927 A1 gezeigt ist, weist zwei auf einer gemeinsamen Führung angeordnete Schlitten auf, die jeweils eine Spindel tragen. Die Spindeln sind drehangetrieben und koaxial zueinander angeordnet. Die Schlitten werden mit Hilfe von Hydraulikzylindern entlang der Führungen bewegt. Zur vorübergehenden Fixierung der Schlitten relativ zu den Führungen sind Hydraulik-Klemmbacken vorgesehen, die die Schlitten an den Führungen lösbar verriegeln.

Bei Ausstattung mit einem geeigneten Werkzeug kann diese Drehmaschine verwendet werden, indem eine der Spindeln als Spindelstock, die andere als Reitstock dient. Somit erfolgt die gesamte Verschiebung des Spindel- bzw. Reitstocks mittels des Hydraulikzylinders. Dies bringt den Vorteil mit sich, daß die Reitstockspitze unter permanentem Druck am Werkstück ansteht, so daß dieses sicher gehalten ist. Jedoch erfordert die Verwendung eines Hydraulikzylinders insbesondere bei langen Verschiebebewegungen, wie sie bei der Übergabe von Werkstücken von dem einen Spindelstock auf den anderen Spindelstock oder bei der Drehbearbeitung langer Werkstücke auftreten, einen hohen konstruktiven und schaltungs- bzw. steuerungstechnischen Aufwand, um eine exakte Positionierung des Spindel- bzw. Reitstocks zu gewährleisten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Drehmaschine vorgenannten Aufbaus derart auszubilden, daß eine präzise Positionierung des Spindel- bzw. Reitstocks, insbesondere auch bei größeren Verstellwegen, sowie die Zustellung der Reitstockspitze und die Aufrechterhaltung eines Drucks der Reitstockspitze gegen das Werkstück gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Werkzeugmaschine der genannten Art dadurch gelöst, daß für eine positionsgenaue Verschiebebewegung des Stocks ein mit einer numerischen Steuerung wirkverbundener Spindel-Mutter-Trieb vorgesehen ist, wobei die Mutter mit dem Kolben der Kolben- Zylindereinheit und deren Zylinder mit dem Gehäuse des Stocks fest verbunden ist, so daß mit dem Gehäuse bei Betätigung der Kolben-Zylindereinheit eine axiale Bewegung relativ zu dem Spindel-Mutter-Trieb ausführbar ist.

Auf diese Weise sind zwischen dem Gehäuse des Spindel- bzw. Reitstocks und dem Maschinenbett zwei Verstellantriebe vorgesehen, die je nach Einsatzart der Maschine unterschiedlich ansteuerbar sind. Wenn beispielsweise ein bereits einseitig bearbeitetes Werkstück mit Hilfe des bewegbaren Spindelstocks von dem anderen Spindelstock übernommen und der Weiterverarbeitung zugeführt werden soll, kann mit dem Spindel-Mutter-Trieb eine schnelle und äußerst präzise Verschiebung des bewegbaren Spindelstocks erreicht werden.

Wird der bewegbare Stock als Reitstock verwendet, kann dieser über den Spindel-Mutter-Trieb in eine vorprogrammierte Position axial verschoben werden, wobei sein Gehäuse anschließend durch Betätigung der Kolben-Zylinder-Einheit eine zusätzliche, hydraulisch betätigte axiale Bewegung ausführt, bis die Reitstockspitze mit dem Werkstück in Anlage kommt, so daß dieses während der Bearbeitung radial und axial abgestützt ist. Dabei werden die axialen Kräfte durch den Spindel-Mutter-Trieb direkt aufgenommen und abgeleitet, so daß eine Klemmung des Gehäuses auf der Führung nicht notwendig ist, wodurch der konstruktive Aufwand verringert ist.

Aus dem Prospekt "INDEX GFG 250, GU 800, GU 1400" der INDEX- Werke ist ein Drehautomat bekannt, dessen Reitstock ausschließlich für die Abstützung von längeren Werkstücken bestimmt ist. Die Reitstockspitze ist in einer axial hydraulisch verschiebbaren Reitstockpinole aufgenommen, deren Zustellkraft steuerbar ist. Eine wahlweise Anordnung und Verwendung zweier Spindelstöcke alternativ zu der Ausbildung mit einem Spindelstock und einem Reitstock ist nicht möglich. Eine zweite angetriebene Spindel ist nicht vorgesehen. Das Reitstockgehäuse ist zwar auf dem Maschinenbett entlang einer Führungsbahn axial verschiebbar, jedoch weist der Reitstock keinen eigenen Antrieb auf. Zur Verschiebung wird das Reitstockgehäuse über einen Kupplungsbolzen an den Werkzeugschlitten angekuppelt, der auf einer von der Reitstockführung unabhängigen zweiten Führungsbahn bewegt wird. Ist die Arbeitsstellung erreicht, wird der Kupplungsbolzen außer Eingriff gebracht und das Reitstockgehäuse in bekannter Weise auf seiner Führungsbahn hydraulisch geklemmt. Die Ausbildung zweier unterschiedlicher Verstellmechanismen für das Gehäuse des verschiebbaren Spindel- bzw. Reitstocks im erfindungsgemäßen Sinne ist nicht vorgesehen.

Die CH 2 51 948 zeigt eine entlang einer Führung verschiebbare Reitstockpinole für eine Werkzeugmaschine. Die Anstellbewegung der Reitstockspitze an das Werkstück erfolgt durch die Verschiebung der Reitstockpinole. Die Pinole kann durch manuelles Betätigen eines Mutter-Spindel-Triebs und/oder durch pneumatische oder hydraulische Beaufschlagung eines Kolbens verschoben und mittels einer Klemmvorrichtung in ihrer Lage gesichert werden. Ein solcher konstruktiver Aufbau ist auf die gattungsgemäße Werkzeugmaschine, wie sie in der DE 35 37 927 A1 gezeigt ist, nicht übertragbar, da bei der Werkstückübergabe zwischen zwei Spindelstöcken eine Bewegung des Stockgehäuses entlang dem Maschinenbett notwendig ist.

Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielsweise dargestellt und nachfolgend beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 Eine vereinfachte Seitenansicht der Drehmaschine mit zwei Spindelstöcken.

Fig. 2 Eine Variante von Fig. 1, wobei ein Spindelstock als Reitstock ausgerüstet ist.

Fig. 3 Einen Längsschnitt des Spindel-Mutter-Triebes für die Verschiebung des zweiten Spindelstockes.

Die in der Fig. 1 gezeigte Drehmaschine mit zwei Werk­ stückspindeln ist vorzugsweise als Drehbearbeitungszen­ trum für Dreh-, Bohr- und Fräsbearbeitung ausgebildet.

Auf einem Maschinenbett 1 ist ein Spindelstock 2 ortsfest angeordnet. In dem Spindelstock 2 ist eine Spindel 3 mit einem Spannfutter 4 drehbar gelagert. Am Maschinenbett 1 sind zwei zur Drehachse der Spindel 3 parallele Führungs­ bahnen 5 und 6 angeordnet, von denen die erste Führungsbahn 5 für einen axial verschiebbaren Spindelstock 7 vorgesehen ist, wobei dessen drehbare Spindel 8 koaxial zu der Spindel 3 angeordnet ist.

Auf der an der Rückseite des Maschinenbettes 1 angeordneten zweiten Führungsbahn 6 ist ein Längsschlitten 9 angeordnet, der Kreuzschlitten 10, 11 für eine Werkzeugeinrichtung 12 trägt. Die Werkzeugeinrichtung 12 ist am Kreuzschlitten 11 um eine Achse 13 schwenkbar befestigt und zur wahlweisen Aufnahme von feststehenden Werkzeugen, wie z.B. Drehstähle oder Bohrstangen oder für rotierende Werkzeuge, wie z.B. Fräser, Bohrer usw. ausgebildet.

Wie in Fig. 1 gezeigt, ist die Spindel 8 des verschiebbaren Spindelstockes 7 ebenfalls mit einem Spannfutter 14 verse­ hen. Nach der Bearbeitung des im Spannfutter 4 des orts­ festen Spindelstockes 2 eingespannten Werkstückes 15 wird der verschiebbare Spindelstock 7 so weit verschoben, daß das Spannfutter 14 das Werkstück 15 an der bearbeiteten Seite erfassen und festspannen kann. Das Werkstück 15 kann dann in einer zurückgefahrenen Arbeitsstellung des Spindel­ stockes 7 fertig bearbeitet werden.

Sollen Wellenteile bzw. längere Werkstücke 15a bearbeitet werden, so wird, wie aus der Fig. 2 ersichtlich, der ver­ schiebbare Spindelstock 7 als Reitstock 7a verwendet. Hier­ für wird in die Aufnahme der Spindel 8 eine Reitstockspitze 16 eingesetzt. Vorzugsweise wird hierfür eine in Wälzlagern gelagerte, axial festgelegte Reitstockspitzen-Halterung in die gegen Drehen gehaltene Spindel 8 eingesetzt oder am Ge­ häuse 17 befestigt.

Fig. 3 zeigt den Antrieb für die Verschiebebewegung des Spindelstockes 7, welcher als Spindel-Mutter-Trieb 20 aus­ gebildet ist. Vorzugsweise ist dieser Trieb als Kugelum­ laufspindelantrieb ausgebildet, wobei die Spindel 21 in am Maschinenbett 1 befestigten Lagerböcken 22, 23 mittels den Lagern 24 und 25 drehbar gelagert ist.

Die Spindel ist mittels eines mit einer Bremse versehenen regelbaren Elektro-Motors 26, vorzugsweise eines AC-Motors über einen Zahnriementrieb 27 und eine Sicherheits-Rutsch­ kupplung 28 antreibbar. Die Mutter 29 ist an dem als Schlitten ausgebildeten Gehäuse 17 drehfest, aber axial verschiebbar in einer Führung 30 gehalten und fest mit einem Kolben 32 einer Kolben-Zylinder-Einheit 31 ver­ bunden. Der Zylinder 33 ist fest mit dem Gehäuse 17 ver­ bunden, wobei der Hub des Kolbens 32 durch die beiden An­ schlagflächen 34 und 35 begrenzt ist. Der Zylinder 33 ist mit einem Druckmedium, vorzugsweise Hydraulik-Öl beauf­ schlagbar, wodurch das Gehäuse 17 zusätzlich zur Verschie­ bung mittels des Spindel-Mutter-Triebes 20, je nach Beauf­ schlagung der Zylinderräume 33a, 33b in beiden Richtungen verschiebbar ist.

Zum Zustellen der Reitstockspitze 16 zum Werkstück 15a wird das Gehäuse 17 bei drucklosem Zylinderraum 33a durch den Spindel-Mutter-Antrieb 20 bis kurz vor das Werkstück an­ gefahren, wobei das Gehäuse 17 durch den an der Anschlag­ fläche 34 anliegenden Kolben 32 zum Werkstück verschoben wird. Anschließend wird die Zentrierspitze durch Verschie­ bung des Gehäuses 17 gegen das Werkstück 15a gedrückt, was durch Beaufschlagung des Zylinderraumes 33a mit dem Druck­ medium geschieht.

Das Verfahren des als Reitstock verwendeten Spindelstockes 7 kann auch anders erfolgen. Hierbei ist im Zylinderraum 33a immer ein Druckmedium vorhanden, so daß, wie in Fig. 3 dargestellt, der Kolben 32 an der rechten Anschlagfläche 35 des Zylinders 33 anliegt. Die Verschiebung des Gehäuses 17 mittels der Mutter 29 erfolgt dann über das zwischen dem Kolben 32 und der Anschlagfläche 34 befindliche Druckme­ dium, wobei bei Erreichen eines eingestellten Druckes für das Medium entsprechend dem Anpreßdruck und nach Erreichen eines festgelegten Weges der Reitstockspitze der Spindelan­ trieb abgestellt und durch den Bremsmotor 26 blockiert wird.

Auch beim Verfahren des Spindelstockes 7 und der Übernahme eines Werkstückes 15 vom Spindelstock 2 auf den Spindel­ stock 7 für dessen beidseitige Bearbeitung wird vorzugs­ weise der vorgängig beschriebene Arbeitsablauf vorgesehen, wobei durch das Druckmedium in der Kolben-Zylinder-Einheit 31 geringe Maßdifferenzen der Werkstücke bei der auf An­ schlag erfolgenden Übernahme durch das Spannfutter 14 aus­ geglichen werden.

Beim Zurückfahren des Spindelstockes 7 in die Arbeitsstel­ lung wird das Gehäuse 17 mittels des Spindel-Mutter-Triebes 20 bis zu einem einstellbaren Festanschlag 36 verschoben, an welchem es mit einer Anlagefläche 37 mittels des im Zylinderraum 33a wirkenden Mediumdruckes fest angedrückt wird. Dadurch ist der Spindelstock 7 während der Bearbei­ tung des Werkstückes 15 kraftschlüssig mit dem Maschinen­ bett 1 verbunden.

Die Spindel 21 ist mit einem Drehmeßgeber 38 verbunden, wobei dieser und der Elektro-Bremsmotor 26 mit einer numerischen Steuerung der Werkzeugmaschine wirkverbunden ist.

Claims (4)

1. Drehmaschine mit zwei sich axial gegenüberliegenden Hauptspindeln (3, 8), von denen eine in einem verschiebbaren, ein Gehäuse (17) aufweisenden Stock (7, 7a) angeordnet ist, der wahlweise als Spindelstock (7) oder als Reitstock (7a) einsetzbar ist und mittels einer Kolben-Zylindereinheit (31) eine Zustellbewegung ausführen kann, dadurch gekennzeichnet, daß für eine positionsgenaue Verschiebebewegung des Stocks (7, 7a) ein mit einer numerischen Steuerung wirkverbundener Spindel- Mutter-Trieb (20) vorgesehen ist, wobei die Mutter (29) mit dem Kolben (32) der Kolbenzylindereinheit (31) und deren Zylinder (33) mit dem Gehäuse (17) des Stocks (7, 7a) fest verbunden ist, so daß mit dem Gehäuse (17) bei Betätigung der Kolben-Zylindereinheit (31) eine axiale Bewegung relativ zu dem Spindel-Mutter-Trieb (20) ausführbar ist.

2. Drehmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mutter (29) des Spindel-Mutter- Triebes (20) am Gehäuse (17) unverdrehbar, aber axial verschiebbar geführt ist.

3. Drehmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Spindel-Mutter-Trieb (20) als Kugelumlaufspindel ausgebildet, mittels eines regelbaren Elektromotors (26) mit einer Bremse unter Zwischenschaltung einer Sicherheits-Rutschkupplung (28) antreibbar ist und einen Dreh-Meßgeber (38) aufweist.

4. Drehmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hub der Kolben- Zylindereinheit (31) durch zwei Festanschäge (34, 35) begrenzt ist.