Die Erfindung betrifft eine Aufspannvorrichtung für
in Einzel-, Klein- oder Mittelserienfertigung mecha
nisch zu bearbeitende massive Werkstücke, wie Keil
schuhe mit einem Paßsteg.The invention relates to a clamping device for
in single, small or medium series production mecha
Solid workpieces to be machined, such as wedges
shoes with a jetty.
Die mechanische Bearbeitung von massiven Werkstücken
unterschiedlicher Gestalt und Abmessung ist schwierig
und aufwendig. Bekannt ist bereits durch DE 36 34 268 A1
eine Werkstückspanneinrichtung zum lagegenauen
Einspannen von Werkstücken, insbesondere von Tur
binenschaufeln. Die Werkstückspanneinrichtung be
steht aus Haltern, dessen Fußteile in einen Block
eingegossen sind, und die Kopfteile die Aufnahmemit
tel für die Werkstücke haben, welche diese klammer
artig erfassen. Es ist auch vorgesehen, daß die Auf
nahmemittel für das Werkstück einerseits aus zwei
ortsfesten Haltetaschen und auf der gegenüberliegen
den Seite aus einer mittels einer Spannschraube ver
spannbaren Spannpratze bestehen. Zur Lagesicherung
der Werkstücke soll es möglich sein, bewegliche Teile
der Halter, wie Spannhebel, im Block einzugießen. Der
Block ist mit definierten Auflage-, Ausricht- und
Spannflächen versehen. Die Erfindung soll gut für das
Spannen von schlanken, verhältnismäßig dünnwandigen
Werkstücken anwendbar sein. Die Nachteile der Werk
stückspanneinrichtung bestehen darin, daß das Bestim
men und Spannen des Werkstücks im Halter, dann ein
nochmaliges Bestimmen und Spannen im Block und zu
letzt das Bestimmen und Spannen des Blocks für die
Bearbeitungsmaschine notwendig ist. Dieses mehrmalige
Bestimmen und Spannen ergibt nach der Bearbeitung
Maßabweichungen am Werkstück. Hinzu kommt, daß die in
DE 36 34 268 A1 dargestellte Vorrichtung aufwendig in
ihrer Herstellung ist, kompliziert aufgebaut ist,
sich nicht für massive Werkstücke anwenden läßt und
unökonomisch für in Einzel-, Klein- oder Mittelse
rienfertigung mechanisch zu bearbeitende Werkstücke
ist. Weiterhin ist in DE 26 26 155 C3 ein Verfahren zur
Herstellung der Aufnahmeplatte einer Vorrichtung zum
paßgenauen Aufspannen von Werkstücken dargestellt,
wobei auch Aufnahmeplatten, deren abgesetzte Bohrun
gen zur Aufnahme einer Paßschraube koaxial zur Ein
satzpaßbuchse eine Gewindebuchse enthalten, bei Ein
haltung hoher Genauigkeit mit geringem Aufwand kosten
günstig herstellbar sein sollen. Erreicht wird dies,
in dem die Bohrungen der Aufnahmeplatte mit der Ein
satzpaßbuchse und der Gewindebuchse abgesetzten
Durchmessern gebohrt werden, wobei die Positionen der
Gewindebuchsen in ihrem Bohrungsteil von den einge
setzten Einsatzpaßbuchsen bestimmt sind und dann in
dieser Position der Gewindebuchsen in die Zwischen
räume zwischen Gewindebuchsen und ihren Bohrungstei
len ein aushärtbares Kunststoffmaterial eingeführt
wird. Nachteilig ist hierbei, daß das Bestimmen der
Einsatzpaßbuchse nur in einer Ebene mit einer
Meisterplatte, welche mit Paßstiften versehen ist,
möglich ist. Ein Trennen der Meisterplatte von den
Einsatzpaßbuchsen nach dem Aushärten ist technisch
nur möglich, wenn alle Bolzen in der Meisterplatte
hinreichend achsparallel sind und das Spiel zwi
schen Bolzen und Buchse hinreichend groß ist sowie
geringe Formabweichungen von der Zylindrizität vor
liegen. Die Herstellung der Aufnahmeplatte ist nur
mit einem sehr hohen Aufwand möglich.The mechanical processing of massive workpieces
different shape and size is difficult
and expensive. It is already known from DE 36 34 268 A1
a workpiece clamping device for precise positioning
Clamping workpieces, especially doors
bin scoops. The workpiece clamping device be
stands out of holders, the foot parts of which are in one block
are cast in, and the head parts with the recording
parts for the workpieces that clamp these
grasp well. It is also contemplated that the on
Pick-up means for the workpiece on the one hand from two
stationary holding bags and on the opposite
the side from a using a clamping screw
clamping claws exist. To secure the position
of the workpieces, it should be possible to have moving parts
pour the holder, like the tension lever, into the block. Of the
Block is with defined support, alignment and
Provide clamping surfaces. The invention is said to be good for that
Spanning slim, relatively thin-walled
Workpieces can be used. The disadvantages of the plant
Piece clamping device consist in that the determ
Then clamp and clamp the workpiece in the holder
redetermination and tensioning in the block and closed
last the determination and tensioning of the block for the
Processing machine is necessary. This repeated
Determining and clamping results after processing
Dimensional deviations on the workpiece. In addition, the in
DE 36 34 268 A1 device shown in complex
their manufacture is complicated,
cannot be used for massive workpieces and
uneconomical for in single, small or medium-sized
Series production of mechanically machined workpieces
is. Furthermore, DE 26 26 155 C3 describes a method for
Manufacture of the receiving plate of a device for
precise fitting of workpieces shown,
also receiving plates, the stepped bore
gene for receiving a fitting screw coaxial to the
Passport bushing contain a threaded bushing, on
keeping high accuracy costs with little effort
should be cheap to produce. This is achieved
in which the holes of the mounting plate with the on
set fitting bushing and the threaded bushing
Diameters are drilled, the positions of the
Threaded bushings in their part of the bore
set insert fit bushings are determined and then in
this position of the threaded bushes in the intermediate
clearances between threaded bushes and their drilling area
len introduced a curable plastic material
becomes. The disadvantage here is that the determination of
Insert fitting socket only in one level with one
Master plate, which is provided with dowel pins,
is possible. A separation of the master record from the
Insert fitting bushes after curing is technical
only possible if all bolts in the master plate
are sufficiently parallel to the axis and the game between
bolt and bushing is sufficiently large as well
slight form deviations from the cylindricity
lie. The production of the mounting plate is only
possible with a very high effort.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Aufspann
vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen,
die einfach aufgebaut und kostengünstig herstellbar
ist sowie technische Mittel vorsieht, welche ein
einmaliges Bestimmen des Werkstückes in verschiede
nen Ebenen und beliebigen Winkellagen garantieren
und ein separates Spannen des Werkstückes ermöglichen.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß an einem innen
liegenden Gerüst eines aus einem reaktionsharzgebun
denen Material bestehenden Grundkörpers entsprechend
einer maßlichen Lagevorgabe der Bestimmpunkte des
Werkstücks mehrere Adapter, welche in beliebigen Win
kellagen zueinander räumlich angeordnet sind und aus
dem Grundkörper ragen, befestigt sind. Die Adapter
wirken direkt als Bestimm- und Stützelement. Zum se
paraten Spannen des Werkstücks sind Gewindebuchsen
für Spannbolzen zur Aufnahme von Spannelementen, wie
beispielsweise Spanneisen, im Grundkörper so ange
ordnet, daß das Spannen des Werkstücks stets gegen
die Bestimmpunkte erfolgt. Die Gewindebuchsen sind
durch Eingießen im Grundkörper oder durch ein nach
trägliches Einkleben in Bohrungen des Grundkörpers
zu fertigen. Zur Herstellung der Aufspannvorrichtung
ist zunächst das innenliegende Gerüst aus beispiels
weise vorgelochten Profilen eines Baukastensystems
unter Berücksichtigung der Gestalt und Abmessung des
Werkstücks zu montieren, wobei die Adapter ent
sprechend einer maßlichen Vorgabe der Lage der Be
stimmpunkte des Werkstücks am Gerüst durch Verschrau
bung befestigt werden. Danach erfolgt eine Ausmessung
der Adapterlage und eine Fixierung der Verbindungen
des Gerüstes. Jetzt kann das Gerüst in eine vorge
fertigte Form eingelegt und befestigt sowie die Form
mit einem reaktionsharzgebundenen Material zum
Grundkörper vergossen werden. Der Grundkörper um
schließt das innenliegende Gerüst in seiner fixier
ten Lage und gibt ihm somit die erforderliche Stei
figkeit. Da die Adapter aus dem Grundkörper ragen,
werden an Ebenheit und Oberflächengüte der Grundkör
perflächen keine Ansprüche gestellt. Somit ist die
Verwendung von billigen und schnell herstellbaren
Holzformen für die Fertigung des Grundkörpers mög
lich. Der Grundkörper nimmt die einwirkende Kräfte
vor allem die Zerspann- und Spannkräfte, bedenkenlos
auf. Das mechanisch zu bearbeitende Werkstück wird
somit bestimmt in den Grundkörper gelegt und mittels
Spannelemente in seiner Lage sicher gehalten. Danach
kann die Aufspannvorrichtung auf den Maschinentisch
einer Werkzeugmaschine lagefixiert befestigt werden.
Durch die Gestaltungsfreiheit des Grundkörpers ist
die Aufspannvorrichtung vorteilhafterweise an jedes
massive Werkstück und jede Werkzeugmaschine anpaßbar.
Die Aufspannvorrichtung ist leicht, schwingungsarm
und korrosionsbeständig sowie einfach, schnell und
kostengünstig herstellbar. Sie hat gegenüber ver
gleichbaren Aufspannvorrichtungen aus Eisenwerkstof
fen ein bis zu 70 Prozent geringeres Gewicht. Ein
weiteres Anwendungsgebiet der Aufspannvorrichtung ist
in der Gießereiindustrie, insbesondere beim Bestim
men und Spannen von Gußstücken zum qualitätsgerechten
Trennen des Speiser- und Anschnittssystems, gegeben.
Die erfindungsgemäße Aufspannvorrichtung soll an
einem Beispiel näher erläutert werden.
Hierzu zeigen die zugehörigen Zeichnungen:It is therefore an object of the invention to make a setup
to create a device of the type mentioned at the beginning,
which are simply constructed and inexpensive to manufacture
is and provides technical means which a
single determination of the workpiece in different
guarantee levels and any angular position
and enable a separate clamping of the workpiece.
The problem is solved in that on an inside
lying scaffolding made of a reactive resin
corresponding to the material of the existing basic body
a dimensional specification of the destination of the
Workpiece several adapters, which in any Win
cellars are spatially arranged to each other and from
protrude the base body, are attached. The adapters
act directly as a determining and supporting element. For se
ready clamping of the workpiece are threaded bushings
for clamping bolts for holding clamping elements, such as
for example tensioning iron, in the base body
orders that the clamping of the workpiece always against
the determination points are made. The threaded bushings are
by pouring in the base body or by an after
sluggish gluing into holes in the base body
to manufacture. For the production of the clamping device
is the inner scaffold from example
wise pre-punched profiles of a modular system
taking into account the shape and dimensions of the
Assemble the workpiece, the adapter ent
speaking of a dimensional specification of the location of the loading
Tuning points of the workpiece on the frame by screwing
exercise. Then a measurement is made
the adapter position and a fixation of the connections
of the scaffold. Now the scaffold can be pre-cut
finished form inserted and fastened as well as the form
with a reaction resin bonded material for
Base body to be shed. The basic body around
closes the internal scaffold in its fixier
position and thus gives it the required slope
ability. Since the adapters protrude from the base body,
the flatness and surface quality of the basic
no claims were made. So that is
Use of cheap and quickly manufactured
Wooden molds for the production of the basic body possible
Lich. The base body takes the acting forces
especially the cutting and clamping forces, without hesitation
on. The workpiece to be machined is
thus determined placed in the body and by means of
Clamping elements held securely in their position. After that
the clamping device can be placed on the machine table
a machine tool fixed in position.
Because of the design freedom of the basic body
the jig advantageously to each
massive workpiece and any machine tool adaptable.
The jig is light, low vibration
and corrosion-resistant as well as simple, fast and
inexpensive to manufacture. She has ver
similar clamping devices made of ferrous material
weigh up to 70 percent less. A
Another application of the jig is
in the foundry industry, especially at the Bestim
Milling and clamping of castings to the quality
Separation of the feed and gate system, given.
The jig according to the invention is intended to
an example will be explained in more detail.
The associated drawings show:
Fig. 1 einen Keilschuh mit Paßsteg und Durch
gangsbohrungen, Fig. 1 a wedge shoe with alignment bar and through holes,
Fig. 2 den Grundkörper der Aufspannvorrichtung
des in Fig. 1 dargestellten Keilschuhes, Fig. 2 shows the basic body of the clamping device of the wedge shoe shown in Fig. 1,
Fig. 3 den im Grundkörper bestimmten Keilschuh.
Fig. 3 the wedge shoe determined in the base body.
In Fig. 1 ist ein mechanisch zu bearbeitender Keil
schuh dargestellt. Der Paßsteg 5 des Keilschuhes 1
wird durch eine Fräsbearbeitung und danach werden die
Durchgangsbohrungen 6 in der gleichen Vorrichtung
hergestellt.In Fig. 1, a wedge shoe to be machined is shown. The fitting web 5 of the wedge shoe 1 is made by milling and then the through holes 6 are made in the same device.
Fig. 2 zeigt den Grundkörper der Aufspannvorrichtung
des in Fig. 1 dargestellten Keilschuhes. FIG. 2 shows the basic body of the clamping device of the wedge shoe shown in FIG. 1.
Zur eindeutigen Bestimmung des Keilschuhes 1 in den
sechs Freiheitsgraden sind Bestimmpunkte in drei
Ebenen festgelegt worden. Drei Bestimmpunkte für die
Auflagefläche, zwei Bestimmpunkte in einer Seiten
fläche und ein Bestimmpunkt in der Stirnfläche. Hinzu
kommt, daß die Auflagefläche zur Seitenfläche und die
Seitenflächen zur Stirnfläche rechtwinklig sind, da
gegen ist die Grundfläche zur Stirnfläche schiefwink
lig. Aus der Lage der Bestimmflächen ergibt sich die
Winkellage der Adapter, da sie stets senkrecht zur
Bestimmfläche angeordnet sind. Durch die festgelegte
Lage der Bestimmpunkte wird das innenliegende Gerüst
3 aus vorgelochten Profilen eines Baukastensystems
montiert und die Adapter 4 an das Gerüst 3 durch Ver
schraubung befestigt. Nach dem Ausmessen der Lage der
einzelnen Adapter, wobei der Adapter an der Stirn
fläche des Keilschuhes 1 eine Winkellage hat, werden
die Gerüstverbindungen fixiert. Das Gerüst 3 wird in
eine vorgefertigte Holzform gelegt und befestigt. Da
nach kann die Form mit einem reaktionsharzgebundenen
Material, zum Beispiel MAPULIT, zum Grundkörper 2
vergossen werden. Die Adapter 4 ragen aus dem Grund
körper 2.To clearly determine the wedge shoe 1 in the six degrees of freedom, determination points have been defined on three levels. Three determination points for the contact surface, two determination points in one side surface and one determination point in the end face. In addition, the contact surface to the side surface and the side surfaces to the end face are rectangular, since the base surface is obliquely inclined to the end face. The angular position of the adapters results from the position of the determination surfaces, since they are always arranged perpendicular to the determination surface. Due to the fixed position of the determination points, the internal scaffold 3 is assembled from pre-punched profiles of a modular system and the adapter 4 is fastened to the scaffold 3 by screwing. After measuring the position of the individual adapters, the adapter on the end face of the wedge shoe 1 has an angular position, the scaffold connections are fixed. The framework 3 is placed in a prefabricated wooden mold and fastened. Then the mold can be cast with a reaction resin-bonded material, for example MAPULIT, to form the base body 2 . The adapters 4 protrude from the base body 2 .
Fig. 3 zeigt den im Grundkörper bestimmten Keilschuh.
Das Spannen des Keilschuhes 1 erfolgt stets gegen die
Bestimmpunkte, beispielsweise durch Spanneisen. Zur
mechanischen Bearbeitung des Keilschuhes 1 wird der
Vorrichtungsgrundkörper 2 mit Nutensteinen auf den
Maschinentisch einer NC-Maschine fixiert und mit
Spanneisen in der Lage gehalten. Fig. 3 shows the wedge shoe determined in the base body. The wedge shoe 1 is always tensioned against the determination points, for example by means of tensioning arms. For mechanical processing of the wedge shoe 1 , the device base body 2 is fixed with sliding blocks on the machine table of an NC machine and held in position with tensioning irons.
Jetzt kann mit einem Walzenstirnfräser der Paßsteg 5
hergestellt werden. Danach werden die vier Durchgangs
bohrungen 6 gebohrt.Now it is possible to manufacture the fitting web 5 with a face milling cutter. Then the four through holes 6 are drilled.