DE4201248A1 - Werkzeug fuer spanabhebende komplettbearbeitung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug für die einseitig, span­ abhebende Komplettbearbeitung der Oberflächen rotationssymme­ trischer Werkstücke auf Drehmaschinen, Bearbeitungszentren, Fräs- und Bohrmaschinen oder durch andere Antriebe.

Bei einem derartigen Werkzeug wird mit seinen spanabhebenden Werkzeugen gleichzeitig die innere und äußere Oberfläche eines rotationssymmetrischen sich drehenden oder stillstehenden Werk­ stückes in einer Aufspannung bearbeitet. Dabei müssen die von­ einander abhängigen Abmessungen und Toleranzen eingehalten werden.

Es ist bekannt, daß zur Erfüllung dieser Erfordernisse die spanabhebende Bearbeitung rotationssymmetrischer Oberflächen an Werkstücken, vorwiegend auf Drehmaschinen, mit einer Vielzahl von Schlitteneinheiten und Revolver, auf denen spanabhebende Werkzeuge befestigt sind, durchgeführt wird. Auch werden hier speziell für das jeweilige Werkstück, neben Sonderwerkzeugen, auch Plan-, Ausdreh- und Kombinationswerkzeuge eingesetzt. Diese Werkzeuge arbeiten nacheinander und nur entweder jeweils an der äußeren oder inneren Oberfläche des Werkstückes und daher nicht gleichzeitig. Auch sind die spanabhebenden Werkzeuge, besonders bei den Bohrstangen und Sonderwerkzeugen, entweder gar nicht, oder nur begrenzt in einem engen Bereich verstellbar, so daß sie für Werkstücke mit anderen größeren oder kleineren Abmes­ sungen nicht verwendbar sind. Die erforderlichen Toleranzen und die gegenseitig in der Genauigkeit der Abmessungen voneinander abhängigen Maße sind dabei oft schwer einzuhalten. Diese Art der Bearbeitung erfordert, neben langen kostenintensiven Bearbei­ tungszeiten, auch teure Maschinen- und Werkzeuginvestitionen, die nur bei sehr großen Stückzahlen vertretbar sind. Eine Komplett­ bearbeitung dieser Werkstücke ist auf Bearbeitungszentren, Fräs- und Bohrmaschinen oder mit Hilfe einfacher Antriebe nicht möglich. Auch muß bei der Herstellung von Konturen und Hinterschneidungen das Werkstück meist auf einer anderen Maschine neu aufgespannt und bearbeitet werden, was der Genauigkeit wiederum abträglich ist und zusätzliche Maschinen-, Werkzeug- und Fertigungskosten verursacht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Werkzeug zu schaf­ fen, das so gestaltet ist, daß die innen und außen liegenden, so­ wie hinterschnittenen und konturartigen rotationssymmetrischen Oberflächen des Werkstückes einseitig, in einer Aufspannung und Vorschubbewegung, die längs der Mittelachse verläuft, herge­ stellt werden können. Weiter müssen die einzelnen Teile des Werkzeuges demontierbar und weitgehendst verstellbar und auch für andere Werkstücke verwendet werden können. Auch müssen Be­ arbeitungszentren, Fräs- und Bohrmaschinen, sowie einfache Antrie­ be zur Bearbeitung rotationssymmetrischer Werkstücke einsetzbar sein. Die Fertigungszeit und Kosten sind dabei zu minimieren.

Diese Aufgabe wird erfindungsmäßig nach Patentanspruch 1 gelöst. Die Vorteile ergeben sich durch den zusammengesetzten und wieder­ demontierbaren Aufbau des Werkzeuges, der somit für jedes andere Werkzeugstück verwendet werden kann. Seine spanabhebenden Werk­ zeuge 4 können dabei genau auf die Maße des zu bearbeitenden Werkstückes ein- und nachgestellt werden. Die Hinterschneidungen und Konturen werden hergestellt, indem der äußere, entweder fest­ stehende oder bewegliche Führungsring 6 und der innere Führungs­ dorn 28 mit Auflaufkanten 10 versehen sind, an denen die Auflauf­ kanten 11 der beweglichen Halter 9 mit dem spanabhebenden Werk­ zeug 4 an die hier geradlinig gezeigte Führung 10a entlang glei­ tet und somit die gleiche Form an der Oberfläche 30 des Werk­ stückes 26 herstellt. Statt der geradlinigen Führung 10a kann diese auch konisch, abgesetzt, ballig oder kurvenförmig ausgebildet sein, so daß jederzeit eine bestimmte geformte Oberfläche 30 auf das Werkstück 26 übertragen wird, gleichzeitig im Verbund mit den anderen, im Eingriff stehenden spanabhebenden Werkzeugen 4, während der Vorschubbewegung 25 in Richtung der Mittelachse 33 des Werkzeuges, oder des Werkstückes hergestellt wird. Um die gleiche Wirkung zu erzielen, kann der Führungsring 6 auch längs der Vorschubrichtung 25 oder radial zu dieser verschoben werden. Dies kann, je nachdem das Werkstück 26 entsprechend ausgebildet ist, und dabei das Werkzeug rotiert, notwendig sein. Durch die vorher genaue Einstellung der spanabhebenden Werkzeuge 4 werden die Bearbeitungsmaße und Toleranzen absolut eingehalten. Durch diese Fertigungsweise ist kein kostenintensiver Aufwand an Ma­ schinen und Werkzeugen notwendig. Gleichzeitig werden die Fer­ tigungszeiten minimiert und dieses Werkzeug kann jetzt auch an Bearbeitungszentren, Fräs- und Bohrmaschinen und auch einfachen Antrieben zur Bearbeitung rotationssymmetrischer Werkstücke einge­ setzt werden. Durch die gleichzeitige, einseitige Bearbeitung der innen und außen liegenden Oberflächen 30 ist die Genauigkeit ab­ solut gegeben. Außerdem entfällt das für die Herstellung der Konturen notwendige Umspannen des Werkstückes. Die Größe der Stückzahlen ist beim Einsatz dieses Werkzeuges jetzt ohne Bedeu­ tung. Die gestellten Aufgaben sind im Rahmen der Erfindung damit vollständig gelöst.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dar­ gestellt und wird im folgenden beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 und 2 eine Seitenansicht des Werkzeuges in der End­ stellung des jetzt fertig bearbeiteten Werk­ stückes,

Fig. 3, 4 und 5 eine Vorderansicht des Grundkörpers 1,

Fig. 6 eine Draufsicht auf den Grundkörper 1 von Fig. 5.

In der Fig. 1 und 2 sind die Haltestangen 2, 3, 18, 19 in einer Ebene aufgezeichnet und nicht wie in der Fig. 3 erkenntlich, am Umfang des Grundkörpers 1, der aus mehreren Teilen, wie mittig an­ geordneter Haltestange 13 und Einspannzapfen 5, zum Befestigen eines Antriebes besteht. Die Haltestangen 2, 3, 18, 19 sind über Schraubgewinde 7 und Buchsen 12 und 16 am Grundkörper 1 befestigt, wobei jede andere Befestigungsweise möglich ist. Man erkennt wei­ ter die Werkzeuge 4, die an den entsprechend ausgebildeten Halte­ stangen 2, 3, 13, 18, 19 befestigt sind, während andere spanabhebende Werkzeuge 4 mit ihrem beweglichen Halter 9 über die Auflaufkante 10, 11 des geschnitten gezeichneten Führungsrings 6 durch die Füh­ rung 10 und 10a in einer definierten Stellung gehalten werden, wie bei der Fig. 1 und 2 gezeigt, außer den Bearbeitungsflächen 30 und 31, Hinterschneidungen und Konturen herstellt. Eine weitere Möglichkeit, die letzteren herzustellen, geschieht durch entsprech­ ende Ausbildung der Führungsflächen 10a oder durch Verschieben des Führungsringes 6 in Vorschubrichtung 25, oder senkrecht zur Mittelachse 33. Der Führungsring 6 ist, wie in der Fig. 3 erkennt­ lich und in diesem Falle an einem Haltewinkel 20, durch die Befes­ tigungsschraube 21 am feststehenden Maschinentisch 27 oder am be­ weglichen Support 22 befestigt oder umgekehrt. Um die Stabilität der Haltestangen 2, 3, 18, 19 während des Zerspanungsvorganges zu er­ höhen und Vibrationen zu vermeiden, sind jeweils, wie in Fig. 1 und 2 gezeigt ein, um diese greifender Versteifungsring 8 mit­ tels dem Gewinde 7 sowohl außen, als auch innen, angebracht. Die gleiche Wirkung ergibt der in der Fig. 2 gezeigte Führungsdorn 28, in dessen Bohrung 36 ein Führungszapfen 35 während des Vor­ schubes 25 eingreift. Das Werkstück 26 ist geschnitten gezeich­ net und wird durch den Spannteil 24 gehalten. Dieser kann sowohl auf einem Maschinentisch 27 feststehend montiert, als auch auf einer Drehmaschine rotierend befestigt sein. In der Fig. 1 ist weiter die zentrisch am Grundkörper 1 angeordnete, befestigte Hal­ testange 13 mit den Befestigungsringen 15 und den Schraubgewinden 7 gezeigt. Die Befestigungsringe 15 sind so ausgebildet, daß die spanabhebenden Werkzeuge 4 auch radial verstellt werden können. Der genaue Abstand zum Grundkörper 1 und den Befestigungsringen 15 sowie den spanabhebenden Werkzeugen 4 wird durch die Buchsen 14 hergestellt. An der mittig angeordneten Haltestange 13 ist an ihrem Ende 32 sowie am Grundkörper 1 eine Aufnahme vorgesehen, in die entweder ein Bohrer oder, wie in der Fig. 2 gezeigt, ein Führungszapfen 35 befestigt werden kann. In der Fig. 3 ist wei­ ter ersichtlich, daß die Haltestangen 2, 3, 18, 19 wie anfangs in der Fig. 1, die in einer Ebene gezeichnet ist, jeweils nach dem Werkstück 26 unterschiedlich und nicht kreisförmig am Grundkörper 1 angeordnet und mit den Schraubgewinden 7, 12, 16 befestigt werden. In der Fig. 4, 5, 6 wird der Grundkörper 1 mit jeweils verschie­ denen Aufnahmen 12a, 29 mit dem Schraubgewinde 7 und der Halte­ stange 13 gezeichnet. Der Grundkörper 1 kann dabei im Rahmen der Erfindung in einer Vielzahl von Ausführungsformen ausgeführt werden.

Claims (11)

1. Werkzeug, für die einseitig, spanabhebende Komplettbearbei­ tung der Oberflächen rotationssymmetrischer Werkstücke auf Drehmaschinen, Bearbeitungszentren, Fräs- und Bohrmaschinen oder durch andere Antriebe, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (1) aus einem, oder mehreren Teilen bestehend, für seinen Antrieb, oder Befestigung, mit einem Einspannzapfen (5) oder anderem, sowie variablen Durchbrüchen (12a), Spannuten (29) sowie Gewinden (7) oder den gleichen Zweck erfüllenden Ausformungen, so versehen ist, daß damit annähernd parallel zur Mittelachse (33) und senkrecht zum Grundkörper (1), Halte­ stangen (2, 3, 13, 18, 19) befestbar und diese, weiter so ausge­ bildet sind, daß an ihnen spanabhebende Werkzeuge (4) fest oder mittels beweglichen Halter (9), die vorzugsweise radial, oder parallel zur Mittelachse (33) verschiebbar und so ange­ bracht sind, daß die spanabhebenden Werkzeuge (4) mit den in­ nen und außen liegenden rotationssymmetrischen Oberflächen (30) eines bearbeiteten, stillstehenden, oder sich drehenden Werkstückes (26) identisch sind und mit einer Vorschubbewe­ gung (25), die parallel zur Mittelachse (33) verläuft, das Werk­ stück (26) spanabhebend bearbeiten.

2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltestangen (2, 3, 18, 19) kreisförmig oder in anderer Form, dem Werkstück (26) entsprechend, am Grundkörper (1) befestigt sind.

3. Werkzeug nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der mittig angeordneten Haltestange (13) eine Aufnahme vor­ gesehen ist, in die entweder ein Bohrer, oder ein Führungs­ zapfen (35) befestigt wird.

4. Werkzeug nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß im Mittelpunkt des Grundkörpers (1) sich ein Führungszapfen (35) be­ findet, der in die Führungsbohrung (36) des Führungsdornes (28) eintaucht und dadurch geführt wird.

5. Werkzeug nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsringe (15) so ausgebildet sind, daß die daran be­ festigten, spanabhebenden Werkzeuge (4) radial verstellt werden können.

6. Werkzeug nach Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Versteifungsring (8) die Haltestangen (2, 3, 18, 19) stabilisiert.

7. Werkzeug nach Anspruch 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsring (6), oder Teile davon, feststehend, parallel zur Vorschubrichtung (25) in Richtung der Mittelachse (33), oder senkrecht zu dieser verstellt werden kann.

8. Werkzeug nach Anspruch 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Befestigungsringe (15) untereinander und zum Grund­ körper (1) durch Buchsen (14) festgelegt ist.

9. Werkzeug nach Anspruch 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsfläche (10a) eine Ausbildung aufweist, die mit der Oberfläche (30) des zu bearbeitenden Werkstückes (26) identisch ist.

10. Werkzeug nach Anspruch 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsring (6) mit Haltewinkel (20) durch Schrauben (21) am Maschinentisch (27) oder am beweglichen Support (22) befestigt ist.

11. Werkzeug nach Anspruch 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück (26) durch den Spannteil (24) fest auf dem Maschinen­ tisch (27) gespannt ist und das Werkzeug rotiert oder umge­ kehrt.