DE660950C

DE660950C - Mandrel for machine tools

Info

Publication number: DE660950C
Application number: DEH142414D
Authority: DE
Original assignee: Hasse and Wrede GmbH; Carl Hasse and Wrede GmbH
Current assignee: Hasse and Wrede GmbH
Priority date: 1935-01-13
Filing date: 1935-01-13
Publication date: 1938-06-07

Description

Zum Spannen von Hohlkörpern an Werkzeugmaschinen hat man bereits die Verwendung von Spanndornen vorgeschlagen, welche das Werkstück von innen mittels Spannbacken 5 oder Klemmrollengesperre oder beider an in achsiger Richtung hintereinanderliegenden Stellen mittig spannen.One already has the use for clamping hollow bodies on machine tools proposed by mandrels, which the workpiece from the inside by means of clamping jaws 5 or pinch roller lock or both on one behind the other in the axial direction Clamp points in the middle.

Bei der Bearbeitung derartiger Hohlkörper mit Hartmetall werkzeugen und hohen Schnittgeschwindigkeiten bei großer Spanntiefe werden aber die auftretenden Kräfte derart groß, daß eine zuverlässige Mitnahme des - Werkstückes nicht mehr erzielt werden kann. Insbesondere ist dies der Fall bei der Bearbeitung längerer Hohlkörper mit mehreren gleichzeitig wirkenden Stählen. Einer beliebigen Erhöhung des Spanndruckes von innen stehen einerseits die durch den Innendurchmesser des Hohlkörpers begrenzten Abmessungen der Teile des' Spanndornes, andererseits die Gefahr des Verspannens des Werkstückes entgegen. Ein besonders häufig auftretender Mißstand besteht in dem Abreißen des Domes am Halse infolge der auftretenden hohen Verdrehungsbeanspruchungen.When machining such hollow bodies with hard metal tools and high However, the forces that occur are the same as the cutting speeds at large clamping depths great that a reliable entrainment of the - workpiece can no longer be achieved. This is particularly the case when machining longer hollow bodies with several simultaneously acting steels. Any increase in the clamping pressure from the inside are on the one hand the dimensions limited by the inner diameter of the hollow body the parts of the 'mandrel, on the other hand the risk of the workpiece being warped opposite. A particularly common problem is the tearing of the dome on the neck as a result of the occurring high torsional loads.

Bei dieser Sachlage blieb bisher nichts anderes übrig, als auf die volle Ausnutzung der an sich möglichen Schnittleistung zu verzichten, es sei denn, daß es sich um Werkstücke mit inneren Vorsprüngen handelt, an welche an dem Dorn befestigte Mitnehmerteile angreifen können. In denjenigen häufigen Fällen, in welchen es sich um die Bearbeitung innen und außen im wesentlichen glatter Rohlinge handelt, ist diese Möglichkeit nicht gegeben. Man hat sich hier in der Weise zu helfen gesucht, daß an den Rohling an einem Ende Nuten angefräst werden, in welche Mitnehmerteile der Drehbankspindel eingreifen. Hierdurch ist aber eine kostspielige Vorarbeit nötig. Im übrigen wirkt die Antriebskraft einseitig auf das Werkstück, da mehrere derartige Mitnehmernuten schon im Hinblick auf das Spannen an der rohen Werkstückbohrung nicht gleichmäßig zum Tragen gebracht werden können. Selbst bei Anordnung nur eines Mitnehmers mit dazugehöriger Nut wird beim Festspannen des Innenspanndornes vielfach wegen der rohen Bohrung keine feste Anlage des Mitnehmers zu erzielen sein, so daß das Werkstück immer noch um einen gewissen Betrag gegenüber dem Dorn gleiten kann, was zu einem Abbrechen der Stähle führt.In this situation, nothing else has remained so far left than to forego the full utilization of the cutting performance that is possible in itself, unless it is workpieces with internal projections to which Can attack attached to the mandrel driver parts. In those common cases in which it is the processing inside and outside of essentially smooth blanks this is not possible. One has tried to help oneself here in such a way that the blank is on one End of grooves are milled into which driver parts of the lathe spindle engage. However, this requires expensive preparatory work. In addition, the driving force acts on one side of the workpiece, since several such driving grooves are already in view not evenly applied to the clamping on the raw workpiece bore can be. Even if only one driver is arranged with an associated groove when tightening the internal mandrel, there is often no fixed one because of the raw bore System of the driver to be achieved, so that the workpiece is still around a certain Amount can slide against the mandrel, which leads to a breaking off of the steels.

Die genannten Mängel werden nach der Erfindung durch die Anordnung eines sich gegenüber dem Werkstück selbsttätig mittig ausrichtenden, auf dessen der Spindel zugekehrtes Ende einwirkenden Außenspannfutters vermieden, das nach Durchführung der Innenspannung zur Wirkung gelangt. Dieses Außenspannfutter entlastet den Spanndorn von der Übertragung der Drehkräfte auf das Werkstück, so daß der Spanndorn hauptsächlich nur die Aufgabe der Ausrichtung des Werkstückes und der Festhaltung desselben gegen radiale Kräfte zu übernehmen hat. Hierdurch ist es möglich, Uberbeanspruchun-According to the invention, the shortcomings mentioned are due to the arrangement of one opposite one another automatically aligns the workpiece in the center, on which the spindle facing External chuck acting at the end of the process, which comes into effect after internal clamping has been carried out, is avoided. This External chuck relieves the mandrel from transferring the torque to the Workpiece, so that the mandrel mainly only has the task of aligning the Workpiece and the retention of the same against radial forces. This makes it possible to avoid overuse

gen und Brüche von Teilen des Spanndornes zu vermeiden und dennoch eine so sichere Mitnahme des Werkstückes durch die Spindel zu erzielen, daß auch bei höchsten Schnittdrücken ein Schlüpfen nicht eintreten kann. Durch die selbstmittende Ausgestaltung des Außenspannfutters wird eine Störung der durch den Spanndorn durchgeführten mittigen Ausrichtung vermieden, das Außenspannfutter richtet sich also in seiner Einstellung nach der bereits, vorgenommenen Ausrichtung,and breaks in parts of the mandrel to avoid and yet such a safe entrainment of the workpiece by the spindle to achieve that slipping cannot occur even at the highest cutting pressures. Due to the self-centering design of the external chuck, the centered through the mandrel Alignment avoided, so the external chuck is aligned in its setting after the alignment already made,

Die Verwendung von sich nach dem Werkstück einstellenden Außenspannfuttern an derThe use of external chucks that adjust to the workpiece on the

" s Spindel oder am Spindelkopf von Drehbänken bei der Bearbeitung von Werkstücken zwischen Spitzen ist zwar bekannt, jedoch ■ wirken diese Außenspannfutter lediglich im gleichen Sinne wie ein auf das Werkstück auf-"s spindle or on the spindle head of lathes when machining workpieces between centers is known, however, these external chucks only work in the same sense as a one on the workpiece

zo zusetzendes sogenanntes Drehherz, während es sich demgegenüber bei der Erfindungzo adding so-called rotary heart, while it is in contrast to the invention

. darum handelt, die Schwierigkeiten bei der Außenbearbeitung von auf Spanndornen gespannten Hohlkörpern zu vermeiden, welche sich bei der Anwendung hoher Schnittdrücke ergeben.. it is about the difficulties in the external machining of clamped on mandrels Avoid hollow bodies, which are caused by the application of high cutting pressures result.

Im wesentlichen das gleiche gilt auch bezüglich derjenigen bekannten Einrichtungen, bei welchen ein zu bearbeitendes Werkstück mit einer Bohrung mittig zur Drehachse durch einen Stützzapfen o. dgl. ausgerichtet und dann von außen durch ein sich gegenüber dem Werkstück selbsttätig mittig ausrichtendes Außenspannfutter festgespannt wird.Essentially the same also applies to those known devices in which a workpiece to be machined with a hole centered on the axis of rotation by a support pin o. The like. Aligned and then from the outside by an opposite The external chuck that automatically aligns the center of the workpiece is clamped.

Hier handelt es sich ausschließlich um eine Bearbeitung mit Außenspannung. Der auf die Bohrung des Werkstückes einwirkende mittige Zapfen dient lediglich zum Ausrichten des Werkstückes vor der Festspan-This is exclusively a processing with external clamping. The on The central pin acting on the hole in the workpiece is only used for alignment of the workpiece before the clamping

nung. _ ■tion. _ ■

Die Selbstmittung des Außenspannfutters wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß ortsfest im Spindelkopf gelagerte Schwinghebel durch einen radial frei einstellbaren, achsig oder radial angetriebenen Ring beeinflußt werden. Hierdurch wird vermieden, das ganze Außenspannfutter gegenüber der Spindelachse einstellbar zu machen, wodurch sich erhebliche bauliche Schwierigkeiten und Mißstände ergeben würden. Infolgedessen läßt sich das ganze Außenspannfutter auf kleinstem Raum zusammendrängen.The self-centering of the external chuck is achieved according to the invention by that the rocker arm fixedly mounted in the spindle head by a radially freely adjustable, axially or radially driven ring can be influenced. This avoids to make the entire external chuck adjustable with respect to the spindle axis, whereby there would be considerable structural difficulties and deficiencies. Consequently the entire external chuck can be pressed together in the smallest of spaces.

Die zeitliche Aufeinanderfolge, der durch den Spanndorn vorgenommenen Ausrichtung und der durch das Spannfutter durchzuführenden Festspannung wird zweckmäßig durch die Einschaltung eines nachgiebigen Zwischengliedes, zweckmäßig einer Feder, zwischen die gemeinsame Antriebsvorrichtung des Innenspanndornes und des Außenspann-■futters erzielt.The chronological order of the the alignment made by the mandrel and the alignment to be carried out by the chuck Fixed tension is expedient by the inclusion of a flexible intermediate link, expediently a spring between the common drive device the internal mandrel and the external ■ chuck achieved.

Ist, wie bereits vorgeschlagen, zwischen die beiden im Abstand voneinander angeordneten Gruppen von Spannteilen des Spanndornes ein nachgiebiges Zwischenglied geschaltet, um diese Teile nacheinander wirksam werden zu lassen, so besitzt dieses nachgiebige Zwischenglied zweckmäßig eine geringere Spannkraft als das zwischen das Außenspannfutter und die übrigen Spannteile geschaltete nachgiebige Zwischenglied. Beim Bewegen der gemeinsamen Antriebsvorrichtung aller drei Spannstellen werden auf diese Weise zuerst eine erste Gruppe von Ihnenspannteilen des Spanndornes, dann die zweite und zuletzt das Außenspannfutter wirksam, wodurch eine zuverlässige Ausrichtung des Werkstückes bei einwandfreier Festhaltung ohne das Auftreten irgendwelcher gegeneinander wirksam werdender Spannkräfte erzielt wird.Is, as already proposed, arranged between the two at a distance from one another Groups of clamping parts of the mandrel connected to a resilient intermediate member to let these parts take effect one after the other, this flexible intermediate member has expediently a lower clamping force than that between the external chuck and the remaining clamping parts are switched flexible Intermediate link. When moving the common drive device of all three clamping points In this way, first a first group of you clamping parts of the mandrel, then the second and last the external chuck effective, creating a reliable alignment of the workpiece with perfect hold without the occurrence any tension forces acting against each other is achieved.

In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung beispielsweise veranschaulicht, und zwar zeigt:In the drawing, the subject matter of the invention is illustrated, for example, and although shows:

Abb. ι eine Ansicht einer Spannvorrichtung nach der. Erfindung teilweise im Längsschnitt B-F der Abb. 2,Fig. Ι a view of a jig according to the. Invention partially in longitudinal section BF of Fig. 2,

Abb. 2 einen Querschnitt nach Linie A-B der Abb. 1,Fig. 2 shows a cross section along line AB of Fig. 1,

Abb. 3 eine weitere Ausführungsform der Spannvorrichtung nach Abb. 1 im Längsschnitt, Fig. 3 shows another embodiment of the Clamping device according to Fig. 1 in longitudinal section,

Abb. 4 einen Querschnitt nach Linie C-D der Abb. 3.Fig. 4 shows a cross section along line CD in Fig. 3.

Das Werkstück 1 wird durch die im Abstande voneinander angeordneten Spannbakken 2 und 3 des Spanndornes 4 in der Bohrung ausgerichtet und gespannt.The workpiece 1 is spaced by the mutually arranged clamping jaws 2 and 3 of the mandrel 4 aligned in the bore and clamped.

Im Spindelkopf 5 sind ortsfest schwenkbar ■ gelagerte Außenspannhebel 6 angeordnet, die das Außenspannfutter darstellen und mit ihren freien Hebelenden 7 das Werkstück von außen erfassen. ' - ■ In the spindle head 5 there are fixedly pivotably mounted external clamping levers 6, which represent the external clamping chuck and with their free lever ends 7 grip the workpiece from the outside. '- ■

Der Antrieb der Außenspannhebel 6 erfolgt nach Abb. 1 und 2 durch einen im Spindelkopf 5 frei beweglich gelagerten Ring 8, der ' sich radial allseitig einstellen kann und mittels Schrägflächen 9 auf entsprechende Gegenflächen der inneren Enden 10 der Spannhebel 6 einwirkt. Das Zuspannen des Außenfutters wird durch'Verschieben des Ringes 8 in Richtung . des Pfeiles 11 mittels der Schraube 12 bewirkt, nachdem das Werkstück ι durch die Spannbackengruppen 2 und 3 von innen ausgerichtet und gespannt ist. Nachdem sich die Enden 7 der Hebel 6 von außen gegen das Werkstück gelegt haben, stellt sich der Ring 8 bei seiner Verschiebung derart gegenüber der Spindelachse ein, daß der Spanndruck beider Spannhebel 6 gleich groß ist; das Außenspannfutter richtet. sich also selbst gegenüber der Drehachse mittig aus. "■'■■■■ - The drive of the external clamping levers 6 takes place according to Figs. 1 and 2 by a ring 8 which is freely movably mounted in the spindle head 5 and which can be adjusted radially on all sides and acts by means of inclined surfaces 9 on corresponding opposing surfaces of the inner ends 10 of the clamping levers 6. The clamping of the outer lining is done by sliding the ring 8 in the direction. caused by the arrow 11 by means of the screw 12 after the workpiece ι is aligned and clamped from the inside by the jaw groups 2 and 3. After the ends 7 of the levers 6 have placed against the workpiece from the outside, the ring 8 adjusts itself during its displacement relative to the spindle axis in such a way that the clamping pressure of both clamping levers 6 is equal; aligns the external chuck. so it is centered in relation to the axis of rotation . "■ '■■■■ -

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 3 und 4 werden die Spannbacken 2 und 3 und die Spannhebel 6 durch eine gemeinsame Antriebsvorrichtung derart angetrieben, daß zuerst die Spannbacken 2, dann die Spannbakken 3 und zuletzt die Spannhebel 6 zuspannen, so daß auch bei unebener Innenfläche des Werkstückes,' wie sie bei einem Rohling gegeben ist, eine einwandfreie Ausrichtung ermöglicht wird.In the embodiment of Fig. 3 and 4, the jaws 2 and 3 and the clamping lever 6 driven by a common drive device in such a way that first clamp the clamping jaws 2, then the clamping jaws 3 and finally the clamping levers 6, so that even with an uneven inner surface of the workpiece, 'as is the case with a blank correct alignment is possible.

Das Zuspannen erfolgt durch Bewegen der Antriebsstange 13 in Richtung des Pfeiles 14 von Hand oder mittels eines Kraftantriebes. Hierdurch spannt sich die z\vischen den in der Spindel 15 achsig verschiebbaren Kolben 16 und die in jenem achsig verschiebbare Stange 17 geschaltete Druckfeder 18 unter Mitnahme der Stange 17. Die Stange 17 trägt unter Zwischenschaltung' einer schwächeren Druckfeder 19 die mit entsprechenden Schrägflächen versehenen Spannkolben 20 und 21 für die Spannbacken 2 bzw. 3 des Spanndornes. Die Schrägflächen der Spannkolben 20 und 21 sind derart zueinander eingestellt, daß bei Bewegung der Stange 17 in Richtung des Pfeiles 14 zuerst die Spannbacken 2 von innen gegen das Werkstück gespannt werden, alsdann bleibt der Spannkolben 20 stehen, während der Spannkolben 21 sich unter Zusammendrückung der Feder 19 weiter nach links bewegen kann, bis auch die Spannbakken 31 festgespannt sind. Die Stange 17 bleibt nunmehr stehen, während der Kolben 16 weiter nach links geht und die Feder 18 weiter zusammendrückt. Durch diese Weiterbewegung des Kolbens 16 gelangen nunmehr die ^chrägflächen 22 des von ihm mitgenommenen, gegenüber dem im Durchmesser verkleinerten Hals 25 in allen radialen Richtungen frei einstellbaren Ringes 23 zur Wirkung auf die mit entsprechenden'Gegenflächen versehenen, radial verschiebbaren Druckstücke 24, welche auf die inneren Enden 10 der Spannhebel 6 einwirken und deren Zuspannung von außen gegen das Werkstück hervorrufen. Durch die freie Einstellbarkeit des Ringes 23 in radialer Richtung verteilt sich der Spanndruck gleichmäßig auf alle Spannhebel 6, so daß die durch die Innenspannbacken 2 und 3 bewirkte Ausrichtung des Werkstückes nicht gestört bzw. das Werkstück nicht verspannt wird.The clamping takes place by moving the drive rod 13 in the direction of the arrow 14 by hand or by means of a power drive. As a result, the z \ v between the in the spindle 15 axially displaceable piston 16 and in that axially displaceable Rod 17 switched compression spring 18 while driving rod 17. The rod 17 carries with the interposition 'a weaker compression spring 19 with the corresponding Clamping pistons 20 and 21 provided with inclined surfaces for the clamping jaws 2 and 3 of the clamping mandrel. The inclined surfaces of the tensioning pistons 20 and 21 are adjusted to one another in such a way that that upon movement of the rod 17 in the direction of arrow 14 first the jaws 2 of are clamped inside against the workpiece, then the clamping piston 20 stops, while the tensioning piston 21 is compressed the spring 19 can move further to the left until the clamping jaws 31 are clamped. The rod 17 now stops while the piston 16 goes further to the left and compresses the spring 18 further. By moving on of the piston 16 now reach the inclined surfaces 22 of the in relation to the neck 25 of reduced diameter in all radial directions freely adjustable ring 23 to the effect onto the radially displaceable pressure pieces provided with corresponding counter surfaces 24, which act on the inner ends 10 of the clamping lever 6 and their clamping against the workpiece from the outside. The free adjustability of the ring 23 distributes itself in the radial direction the clamping pressure evenly on all clamping levers 6, so that the internal clamping jaws 2 and 3 caused alignment of the workpiece is not disturbed or the workpiece is not clamped.

Claims

Patent claims:

1. Mandrel for machine tools, which receives the hollow tool at its bore, aligns and clamps and is relieved of torsional forces by an additional driver, thereby characterized in that as a driver, preferably for clamping inside and outside smooth blanks, one opposite each other the workpiece radially freely adjusting, on which the work spindle facing End-acting external chuck is provided, which comes into effect after the internal clamping has been carried out.

2. Device according to claim 1, characterized in that the outer 7.0 · chuck through stationary in the spindle head

(5) swinging mounted clamping lever (6, 7) is formed by a radial freely adjustable, axially or radially driven ring (8) can be influenced.

3. Apparatus according to claim 1, characterized by the inclusion of a flexible intermediate member, expediently a spring (18), between the common Drive device (16, 17) for the mandrel (4) and the external chuck. -

4. Apparatus according to claim with flexible inserted between two groups of clamping parts of the mandrel Intermediate link, characterized in that this intermediate link (19) has a lower clamping force than the flexible intermediate member connected between the external chuck and the mandrel (18) in such a way that when the common drive device (13) is moved of all three clamping points first one

• Group (2) of the internal clamping parts of the mandrel, then the second (3) and finally the external chuck are clamped.

1 sheet of drawings