DE4411659A1 - Verfahren zur gleichzeitigen Bearbeitung der Außen- und Innenkontur eines Werkstückes mit einer Drehmaschine - Google Patents

Verfahren zur gleichzeitigen Bearbeitung der Außen- und Innenkontur eines Werkstückes mit einer Drehmaschine

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur gleichzeitigen Bearbeitung der Außen- und Innenkontur eines Werkstückes mit einer Drehmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Bei der Bearbeitung von Werkstücken mit Drehmaschinen ist es bekannt, in verschiedenen Arbeitsvorgängen die Außenkontur und die Innenkontur zu bearbeiten. Durch diese getrennten Arbeitsvorgänge entsteht ein hoher Zeitbedarf bei der Bearbeitung eines Werkstückes, da zunächst ein Bearbeitungsschritt abgeschlossen werden muß, bevor der nächste Arbeitsschritt beginnen kann. Zusätzliche Zeitverzögerungen ergeben sich, da in der Regel die verschiedenen Bearbeitungsvorgänge bei verschiedenen Drehzahlen der Spindel durchgeführt werden müssen, so daß nach dem ersten Bearbeitungsschritt eine gewisse Zeit benötigt wird, um die Drehzahl auf den nächsten Arbeitsschritt einzuregeln.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE-OS 42 27 010 ist eine Werkzeugmaschine zur Durchführung eines von einem Gewindeschneidvorgang verschiedenen Bearbeitungsvorganges an einem sich drehenden Werkstück bekannt, bei der im Anschluß an diesen Bearbeitungsvorgang ein Gewindeschneidvorgang durchgeführt wird. Der nicht den Gewindeschneidvorgang betreffende Arbeitsvorgang kann ein Bohrvorgang oder ein Bearbeitungsvorgang mit einem Schneidvorgang sein. Um die Zeit zwischen den Bearbeitungsvorgängen möglichst gering zu halten, wird in dieser Offenlegungsschrift vorgeschlagen, den vom Gewindeschneidvorgang verschiedenen Bearbeitungsvorgang mit einer ersten Drehgeschwindigkeit der Spindel durchzuführen. Anschließend wird die Spindeldrehung auf einer zweiten Geschwindigkeit gehalten, die im wesentlichen der ersten Geschwindigkeit entspricht. Das Gewindeschneiden wird bei dieser zweiten Geschwindigkeit durchgeführt. Das Gewindeschneidwerkzeug wird dabei mit einer ähnlich hohen Geschwindigkeit gedreht wie die Spindel, so daß die Drehgeschwindigkeit des Werkstückes und die Drehgeschwindigkeit des Gewindeschneidwerkzeuges synchronisiert sind.
Auf diese Weise kann die Umschaltung der verschiedenen Bearbeitungsvorgänge in sehr kurzer Zeit erfolgen.
Durch diesen Stand der Technik wird eine Erhöhung der Durchlaufzeit bei verschiedenen Bearbeitungsvorgängen erreicht.
Aufgabe der Erfindung ist es, ausgehend vom bekannten Stand der Technik, eine weitere Reduzierung der für verschiedene Bearbeitungsvorgänge benötigten Zeit zu erreichen und damit die Produktivität zu erhöhen.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Gemäß der Erfindung erfolgt die Bearbeitung der Innenkontur und der Außenkontur gleichzeitig. Bei dieser gleichzeitigen Bearbeitung der Innen- und der Außenkontur eines sich drehenden Werkstückes wird die Drehzahl der Hauptspindel durch die Schnittgeschwindigkeit für die Bearbeitung der Außenkontur vorgegeben und die Drehzahl der Subspindel wird durch die für die Innenkonturbearbeitung bei stehender Hauptspindel und Addieren der Drehzahl der Hauptspindel vorgegeben.
Die Subspindel wird also mit einer Drehzahl betrieben, die sich aus der Drehzahl der Hauptspindel ableitet, indem zunächst angenommen wird, daß die Hauptspindel sich in Ruhe befindet. Es wird die Drehzahl der Subspindel bestimmt, die für die Innenkonturbearbeitung bei stehender Hauptspindel erforderlich ist. Die so bestimmte Drehzahl wird zu der Drehzahl der Hauptspindel addiert, so daß sich die für die gleichzeitige Außen- und Innenkonturbearbeitung erforderliche Drehzahl der Subspindel ergibt.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird die Durchlaufzeit eines Werkstückes, an dem eine Innen- und Außenkonturbearbeitung durchgeführt wird, reduziert.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird durch die Innenkonturbearbeitung ein Innengewinde erzeugt. Der Vorschub der Subspindel wird dabei aus der vorgegebenen Gewindesteigung und der relativen Drehzahl der Subspindel in Bezug auf die Hauptspindel berechnet. Auf diese Weise kann gleichzeitig zur Außenkonturbearbeitung ein Innengewinde erzeugt werden, wobei die Bearbeitungszeit im Vergleich zu bekannten Verfahren reduziert ist.
Eine Reduzierung der Bearbeitungszeit ergibt sich auch gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung, bei der die Außenkonturbearbeitung ein Außengewinde erzeugt und die Gewindesteigung des Außengewindes durch die Drehzahl der Hauptspindel und den Vorschub des Schlittens, der das Werkzeug für die Außenkonturbearbeitung trägt, bestimmt wird. Parallel zur Erzeugung des Außengewindes kann auch ein Innengewinde oder eine sonstige Innenkontur erzeugt werden.
Im folgenden wird die Erfindung an Hand der Figur beschrieben, die eine schematische Darstellung einer Werkzeugmaschine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt.
Die Figur zeigt eine Hauptspindel 1 mit den Werkstückhalterungen 2, an der ein Werkstück 3 angeordnet ist. Die Werkzeugmaschine enthält weiterhin einen Schlitten 7 mit einer Subspindel 6, an der die Werkzeughalterungen 5 angebracht sind, die ein Werkzeug 4 halten.
Das in der Figur schematisch dargestellte Werkzeug 4 kann beispielsweise ein Gewindebohrer, ein Gewindeschneidwerkzeug oder ein sonstiges Werkzeug zur Innenkonturbearbeitung sein.
Mit D1 und D2 sind die Drehrichtungen der beiden Spindeln (Hauptspindel 1 und Subspindel 6) angegeben.
Die dargestellten Schlitten 8 und 9 dienen zur Außenkonturbearbeitung mit der Hauptspindel 1.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es möglich, gleichzeitig die Außenkontur des Werkstückes 3 mit den Schlitten 8 und 9 in Verbindung mit der Hauptspindel 1 und die Innenkontur mit dem Schlitten 7 und dem Werkzeug 4 in Verbindung mit der Subspindel 6 zu bearbeiten.
Die Schnittgeschwindigkeit für die Bearbeitung der Außenkontur wird durch die Drehzahl der Hauptspindel 1 festgelegt. Für die Bearbeitung der Innenkontur wird die Schnittgeschwindigkeit über die relative Drehzahl der Subspindel 6 zur Hauptspindel 1 festgelegt.
Für den Fall, daß beispielsweise ein Außen- und ein Innengewinde erzeugt werden soll, wird die Drehzahl der Hauptspindel 1 durch die gewünschte Steigung des Außengewindes vorgegeben. Die Drehzahl der Subspindel 6 ergibt sich durch die Drehzahl der Hauptspindel 1 und die gewünschte Steigung des Innengewindes. Zur Bestimmung der Drehzahl der Subspindel 6 wird zunächst die Drehzahl ermittelt, die unter der Annahme einer stehenden Hauptspindel 1, also bei ruhendem Werkstück, zu der gewünschten Gewindesteigung führen würde. Zu dieser Drehzahl wird die Drehzahl der Hauptspindel 1, die für das Außengewinde berechnet wurde, hinzuaddiert. Für die Drehzahl der Subspindel 6 ergibt sich für ein rechtsdrehendes Gewinde bei der Drehrichtung D1:
S1 = S0 - S11,
wobei S1 die Drehzahl der Subspindel 6 ist, S0 die Drehzahl der Hauptspindel 1 und S11 die Drehzahl der Subspindel 6 unter der Annahme eines stehenden Werkstückes.
Analog ergibt sich für ein linksdrehendes Gewinde:
S1 = S0 + S11.
Für die Rückzugsbewegung des Gewindeschneidwerkzeuges 4 ergibt sich:
S2 = S0 - S22
bei einem rechtsdrehenden Gewinde und:
S2 = S0 + S22
für ein linksdrehendes Gewinde.
S2 bezeichnet hierbei die Drehgeschwindigkeit der Subspindel 6, S0 die Drehgeschwindigkeit der Hauptspindel 1 und S22 die Drehzahl der Subspindel 6, die sich bei einem stehenden Werkstück 3, also bei S0 = 0, ergeben würde.
Bei einer Drehung der Haupt- und Subspindel 1, 6 im Uhrzeigersinn, also entsprechend der Drehrichtung D2 ändern sich jeweils die Vorzeichen von S11 und S22 in den obigen Gleichungen.
Die Figurenbeschreibung bezieht sich ohne Beschränkung der allgemeinen Aussage auf die Bearbeitung eines Werkstückes mit einem Außen- und einem Innengewinde. Die beschriebene Vorgehensweise ist ebenso anwendbar bei der Bearbeitung mit einem Innengewinde und einer Außenkontur oder einem Außengewinde mit einer Innenkontur oder sonstigen Außen- und Innenkonturbearbeitungen.
Bei der Vorgehensweise entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren ergeben sich die Vorteile durch eine wesentlich abgekürzte Bearbeitungszeit durch die parallele Außen- und Innenkonturbearbeitung.
Diese Vorteile bleiben auch erhalten, wenn beispielsweise für einen Innengewindeschneidvorgang zwei Bearbeitungsschritte, die aufeinanderfolgend auszuführen sind, nötig sind. In diesem Fall kann die Außenkontur ohne Unterbrechung weiter bearbeitet werden, während zunächst ein Bohrvorgang und anschließend ein Gewindeschneidvorgang stattfindet.

Claims (3)

1. Verfahren zur Bearbeitung der Außen- und Innenkontur eines Werkstückes (3) mit einer Drehmaschine, die eine Hauptspindel (1) zur Aufnahme des Werkstückes (3) , eine Subspindel (6) mit einem Werkzeug (4) zur Innenkonturbearbeitung und mindestens einen Schlitten (8, 9) mit einem Werkzeug zur Außenkonturbearbeitung aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß
  • - die Bearbeitung der Innenkontur und der Außenkontur gleichzeitig erfolgt,
  • - die Drehzahl der Hauptspindel (1) durch die Schnittgeschwindigkeit für die Bearbeitung der Außenkontur vorgegeben wird, und
  • - die Drehzahl der Subspindel (6) durch die für die Innenkonturbearbeitung bei stehender Hauptspindel (1) und Addieren der Drehzahl der Hauptspindel (1) vorgegeben wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenkonturbearbeitung ein Innengewinde erzeugt und der Vorschub der Subspindel (6) aus der vorgegebenen Gewindesteigung und der relativen Drehzahl der Subspindel (6) in Bezug auf die Hauptspindel (1) berechnet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Außenkonturbearbeitung ein Außengewinde erzeugt wird und die Gewindesteigung des Außengewindes durch die Drehzahl der Hauptspindel (1) und den Vorschub des Schlittens (8, 9), der das Werkzeug für die Außenkonturbearbeitung trägt, bestimmt wird.
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