DE4004367C2

DE4004367C2 -

Info

Publication number: DE4004367C2
Application number: DE19904004367
Authority: DE
Inventors: Ernst 3000 Hannover De Reimers
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-02-13
Filing date: 1990-02-13
Publication date: 1993-04-08
Also published as: DE4004367A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Fräsen bzw. Schleifen einer kurvenförmigen Nut in der Oberfläche eines zylindrischen Werkstücks mittels eines raumfesten Rotationswerkzeugs, wobei das zu bearbeitende Werkstück in einer Halte- und Antriebseinheit mit einer Werkstückspindel und einer Antriebswelle aufgenommen ist und alle erforderlichen Vorschubbewegungen, nämlich die Drehbewegung und die Längsbewegung, ausführt.

Aus dem gattungsbildenden Stand der Technik ge mäß DE-GM 77 04 513 ist eine Spiralfräseinrichtung für eine Universalfräsmaschine bekannt. Diese Fräs einrichtung dient zum Bearbeiten von längs eines zylindrischen oder kegeligen Körpers verlaufenden Wendeln, also beispielsweise schrägverzahnten Zahn walzen, wendelförmigen Nuten usw. mittels einer Vertikalfrässpindel. Durch die mögliche Schwenkung der Werkstückspindel kann diese in eine zur Vertikal spindel parallele Lage gebracht werden, so daß auch Planspiralen bearbeitet werden können. Bei dieser Fräseinrichtung haben die gefrästen Nuten eine end liche Länge, d. h. sie sind nicht in sich geschlossen. Es ist auch nicht erkennbar, wie mit der Fräseinrich tung gemäß DE-GM 77 04 513 in sich geschlossene kurvenförmige Nuten hergestellt werden könnten, weil der Maschine eine geeignete Vorrichtung fehlt, die mit der erforderlichen hohen Wiederkehrgenauigkeit die Nuten fräsen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Fräsen bzw. Schleifen der eingangs genannten Ort zu schaffen,die im Aufbau einfacher als die allgemein bekannten programmgesteuerten Werkzeug maschinen ist und dennoch die Herstellung in sich geschlossener kurvenförmiger Nuten gestattet.

Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Ober begriffsmerkmalen gemäß der Erfindung durch die Merk male des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die Erfindung ermöglicht mit einfachen Mitteln eine außerordentliche Genauigkeit für die Bewegung des Schlittens und damit des Werkstücks in bezug auf das Werkzeug, die auch nach sehr vielen Umdrehungen der Exzenterscheiben die für die Herstellung in sich geschlossener kurvenförmiger Nuten in der Oberfläche eines zylindrischen Werkstücks erforderliche Wieder kehr-Genauigkeit gewährleistet.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ausfüh rungsform der Vorrichtung in der Vorderansicht,

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Vorrichtung in der Draufsicht,

Fig. 3 eine schematische Darstellung der sinusförmigen Translationssteuerung in vier Positionen,

Fig. 4 eine Querschnittsdarstellung der Schlitten führung.

Fig. 1 zeigt eine Vorderansicht und Fig. 2 eine Drauf sicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Zur Vereinfachung der Darstellung sind Stirnräder und Kegelräder nur durch Mittellinien und Teilkreise angedeutet. Die Antriebswelle 1 ist durch eine Kegelradübersetzung 2 mit den Exzenterscheiben 3 verbunden. Gleichzeitig treibt die Antriebswelle 1 über eine doppelte Stirnradübersetzung 4 die Werk stückspindel 5 an. Die Übersetzungsverhältnisse dieser Vorrichtung betragen für die Kegelradstufe i₁=2 : 1 und für die doppelte Stirnradstufe i₂=8 : 1. Demnach entsprechen acht Umdrehungen der Antriebs welle 1 einer Umdrehung der Werkstückspindel 5 und vier Umdrehungen der Exzenterscheiben 3. Die Antriebswelle 1 ist mit einem in Fig. 2 dargestellten stufenlos einstell baren Getriebemotor 6 verbunden, der für die erforder liche Vorschubbewegung dieser Vorrichtung sorgt.

Fig. 3 zeigt in einer schematischen Darstellung in vier Positionen die Funktion der Steuerung durch die Exzen terscheiben 3. Die sinusförmige Translationsbewegung der Vorrichtung wird dadurch erreicht, daß zwei Exzen terscheiben 3, die durch Stirnräder 3.1 gleicher Zähnezahl in Verbindung stehen, eine gegenläufige Dreh bewegung ausführen, wobei frei drehbare Parallelgleit stücke 3.2 auf den Exzenterzapfen 3.3 alle Sinuswerte während einer Umdrehung auf die Vorrichtung und damit auf das Werkstück übertragen.

Die Vorteile dieser Vorrichtung zeigen sich beson ders beim Fräsen und Schleifen mehrerer parallel angeordneter Kurvenbahnen, weil in solchen Fällen die Wiederkehr-Genauigkeit der Vorschubbewegung sehr wichtig für das Arbeitsergebnis ist. Die Ausführungs form dieser Vorrichtung gewährleistet die winkelsekun dengenaue Übertragung aller Sinuswinkelfunktionswerte auf das zu bearbeitende Werkstück.

Fig. 4 zeigt eine Querschnittsdarstellung der Schlit tenführung für die Vorrichtung. Der Schlitten 6′ bewegt sich während des Zerspanungsvorgangs durch die zugeordnete Fräsmaschine in zwei parallel angeordneten Schlittenführungen. Entsprechend der Leerspanungs leistung der Fräsmaschine erfordert dies eine sehr robuste Führung mit höchster Steifigkeit und Posi tioniergenauigkeit. Die gestellten Anforderungen werden durch eine geschlossene, vorgespannte Flachkäfig führung 2′ für die beiden Schlittenführungen erfüllt. Die innen angeordneten V-Führungsschienen 1′ sind am Schlitten 6′, der ein Teil des Getriebegehäuses ist, befestigt. Der einen V-Führungsschiene 1′ liegt eine M-Führungsschiene 3′, der anderen eine ML-Führungs schiene 4′ gegenüber. Die M- und ML-Führungsschienen sind an der Grundplatte des Maschinenbettes 7 befestigt. Mit der zur ML-Führungsschiene 4′ gehörigen Freilleiste 5′ ist die Führung parallel und starr vor gespannt. Die Versorgung mit Schmieröl erfolgt durch eine Zentralschmieranlage. Der Winkelspalt zwischen Schlitten und Bett verhindert das Eindringen von Fremdstoffen in die Führung.

Claims

1. Vorrichtung zum Fräsen bzw. Schleifen einer kurvenförmigen Nut in der Oberfläche eines zylin drischen Werkstücks mittels eines raumfesten Pota tionswerkzeugs, wobei das zu bearbeitende Werkstück in einer Halte- und Antriebseinheit mit einer Werk stückspindel und einer Antriebswelle aufgenommen ist und alle erforderlichen Vorschubbewegungen, nämlich die Drehbewegung und die Längsbewegung, ausführt, dadurch gekennzeichnet, daß die die Werkstückspindel (5) mit dem Werkstück in Drehung versetzende Antriebs welle (1) mit zwei je eine Exzenterscheibe (3) tragen den Achsen so gekuppelt ist, daß die Exzenterscheiben (3) synchron und gegenläufig zueinander bewegbar sind, daß an den Exzenterscheiben (3) angebrachte Exzenter zapfen (3.3) in Parallelgleitstücke (3.2) eingreifen, die in ortsfesten Führungen gleiten und dadurch einen die Antriebseinheit und die Werkstückspindel (5) tragenden Schlitten parallel zur Achse des Werkstücks hin- und herbewegen, und daß die Übersetzung so gewählt ist, daß während einer Umdrehung der Werkstück spindel (5) die Exzenterscheiben (3) genau ein Mehr faches an Umdrehungen ausführen und dadurch mittels des Werkzeugs in der Oberfläche des zylindrischen Werkstücks eine in sich geschlossene Nut gebildet wird, die in der Abwicklung eine mehrperiodische Sinuskurve ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Antriebswelle (1) mit den Exzenter scheiben (3) über eine Kegelradübersetzung (2) ver bunden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Drehung der Werkstückspindel (5) durch die Antriebswelle (1) über eine doppelte Stirn radübersetzung (4) erfolgt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Antrieb für die An triebswelle (1) ein stufenlos einstellbarer Getriebe motor (6) dient.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Parallelgleitstücke (3.2) sich in geschlossenen, vorgespannten Flach käfigführungen bewegen.