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Koordinatenbohrmaschine Die Erfindung bezieht sich auf eine Koordinatenbohrmaschine,
deren Schlitten nach optisch abgelesenen Längenmaßstäben eingestellt werden. Es
ist bekannt, auf diesen Maschinen mit einem an Stelle des Bohrers in die Bohrspindel
eingesetzten Schaftfräser Fräsarbeiten auszuführen. Hierbei werden verhältnismäßig
hohe Seitendrücke auf die Bohrspindel und entsprechende Kräfte auf das Getriebe
für den Schlittenvorschub ausgeübt. Dies ist jedoch ohne Schaden für die Meßeinrichtung,
da diese von dem Schlittenverstellorgan völlig getrennt ist. Dagegen erweisen sich
die beim Fräsen mit dem Schaftfräser auftretenden Seitendrücke auf die Dauer ungünstig
für die Lagerung der Bohrspindel. Schließlich nützt dann auch eine genaue Meßeinrichtung
für das Einstellen der Lochäbstände nichts, wenn. die Spindel, die das Bohrwerkzeug.
trägt, in ihrer Lagerung ungenau wird. Es liegt daher ein gewisser Widerspruch darin,
Bohr- und Fräsarbeiten mit ein und derselben Werkzeugspindel ausführen zu wollen.
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Die Erfindung, der die Aufgabe zugrunde liegt, ohne Umspannen des
Werkstücks Nuten, die in bestimmten Abständen voneinander liegen, zu fräsen oder
zu schleifen und nachfolgend Löcher zu bohren, die eine bestimmte Bezugslage zu
diesen Nuten einnehmen, sucht die Bohrspindel von den sonst bei diesen Arbeiten
auftretenden Seitenkräften zu entlasten und besteht darin, daß eine Hilfsvorrichtung
vorgesehen ist, deren Werkzeugspindelachse quer zur Bohrspindelachse und genau oder
annähernd in der Bewegungsrichtung des die Teilungen ausführenden Schlittens der
Koordinatenbohrmaschine steht.
Die Hilfsvorrichtung- kann an der
Bohrhülse oder an der Unterseite des Bohrkopfes angeordnet sein. Sie kann aber auch
nach einem weiteren Erfindungsgedanken auf einem Auslegerarm angeordnet sein, der
über ein Gelenk mit einem am Maschinenrahmen in der Höhe verstellbaren Tragschlitten
verbunden ist. Das Einarbeiten von Nuten' ist mit einem scheibenförmigen Werkzeug,
wie es auf der Werkzeugspindel der Hilfsvorrichtung angebracht wird, wirtschaftlicher
als mit einem fingerförmigen Werkzeug, denn .die Zerspanungsleistung eines fingerförmigen
Werkzeugs steht hinter derjenigen eines scheibenförmigen Werkzeugs weit zurück.
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Die Verwendung einer mit- einer senkrechten Bohrspindel kuppelbaren
Fräsvorrichtung mit waagerechter Werkzeugspindelachse ist bereits für eine Senkrechtbohrmaschine
ohne F einmeßeinrichtung für das Einstellen des Werkstückschlittens vorgeschlagen
worden. Die Fräsvorrichtung diente dazu, die Flächen eines Werkstücks nach Anriß
abzufräsen, wozu wahlweise ein Schaftfräser oder ein Scheibenfräser verwendet wurde.
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Überhaupt ist die Anordnung von Hilfswerkzeugspindeln in Werkzeugmaschinen
bekannt. So werden in Bohrmaschinen außer der Hauptbohrspindel noch eine oder mehrere
Hilfsbohrspindeln vorgesehen, die mit höherer Drehzahl als die Hauptbohrspindel
laufen, um das Bohren von Löchern kleinen Durchmessers zu gestatten. Ferner hat
man in einer Waagerechtfräsmaschine Werkstückschlitten, die nach einer an der Maschine
vorgesehenen Meßeinrichtung einstellbaz: sind, schon eine Hilfsbohrvorrichtung mit
senkrechter Bohrspindel angeordnet, um Bohrlöcher vorzuzentrieren, die nachher auf
einer anderen Bohrmaschine auf den richtigen Durchmesser fertiggebohrt wurden; es
handelt sich demnach um die Vorbereitung einer reinen Bohrarbeit auf einer Fräsmaschine.
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Auch die bekannte, mit einer senkrechten und zwei waagerechten Bohrspindeln
ausgerüstete Koordinatenbohrmaschine, deren Schlittten mit Hilfe von Meßschrauben
eingestellt werden, ist zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe nicht geeignet,
da die waagerechten Bohrspindeln senkrecht zur Bewegungsrichtung des Werkstückschlittens
stehen, so daß die Herstellung von WerkstÜcknuten mittels eines scheibenförmigen
Werkzeugs nicht möglich ist.
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Auf der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand durch Ausführungsbeispiele
veranschaulicht.
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Fig. 1 zeigt eine Koordinatenbohrmaschine in Seitenansicht mit eingeordneter
Hilfsvorrichtung.
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Fig. 2 ist ein Grundriß nach Fig. i mit einem teilweisen Schnitt durch
den Maschinenrahmen.
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F ig. 2a zeigt in Draufsicht eine andere Ausführungsform der Hilfsvorrichtung
nach Fig. i und 2.
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Fig. 3 zeigt eine auf die Bohrspindel aufsetzbare Hilfsvorrichtung.
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Fig..l ist eine Draufsicht nach Fig.3 in teilweisem Querschnitt.
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Fig.5 zeigt eine aufsetzbare Vorrichtung in anderer Anordnung.
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Die in Fig. i dargestellte Koordinatenbolirmaschine ist in Einständerbauart
ausgeführt. An dem senkrechten Ständer oder Rahmen i ist der Bohrkopf 2, in dem
das Vorschubgetriebe und das Umlaufgetriebe für die in der Bohrhülse 4 gelagerte
Bohrspindel 3 untergebracht ist, höheneinstellbar geführt. Die Höheneinstellung
des Bohrkopfes :2 wird vom Handrad 5 aus bewirkt, nachdem vom Hebel 6 aus die Feststellvorrichtung
gelöst ist. Die Bohrhülse q. führt den Bohrvorschub aus, der selbsttätig erfolgen
kann oder von Hand mittels des Griffrades 7. Das Werkstück wird auf dem Arbeitsschlitten
8 aufgespannt, der in einer zur Zeichenebene senkrechten Richtung auf dem Unterschlitten
9 bewegbar ist. Der Unterschlitten 9 ist in senkrechter Richtung dazu auf dem Maschinenbett
io verschiebbar, so daß die Lochabstände am Werkstück nach Rechtwinkelkoordinaten
eingestellt werden können. Mit dem Schlitten 8, 9 sind fein geteilte Längenmaßstäbe
il bzw. iq verbunden, die durch Mikroskopes@zl bzw. in. abgelesen werden.
Die Schlitteneinstellungen erfolgen somit unabhängig von den Antriebsteilen der
Schlitten mit einer stets gleichbleibenden hohen Genauigkeit.
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An einer Seitenfläche des Rahmens i ist eine Senkrechtführung i i
vorgesehen, auf der ein Schlitten 12 geführt ist. Der Schlitten 12 ist z. B. von
einem Handrad 13 aus über ein nicht sichtbares Zahnrad oder Schneckengetriebe mittels
der Gewindespindel 14 verstellbar. Zum Messen der Verstellstrecken des Schlittens
12 könnte die gleiche Meßeinrichtung wie bei den Hauptschlitten 8 und 9 vorgesehen
sein. Die jeweilige Einstellage de4 Schlittens i2 wird mit Hilfe einer Klemmvorrichtung
15 gesichert. An dem Schlitten 12 ist ein Auslegerarm 16 um einen Drehzapfen 17
schwenkbar angebracht. Der Auslegerarm 16 trägt eine Hilfsvorrichtung 18. Die Hilfsvorrichtung
iS wird nachfolgend als F räsvorrichtung beschrieben. Die Werkzeugspindel i9 der
Fräsvorrichtung verläuft quer zur Achse der Bohrspindel 3, vorzugsweise gleichgerichtet
mit der Bewegungsrichtung des Werkstückschlittens 8, mit dem die Teilungen eingestellt
werden. Auf der Spindel i9 sitzt ein Scheibenfräser 2o. Die Spindel
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wird von einem Motor 21 angetrieben, der mitsamt einem Übersetzungsgetriebe in dem
Gehäuse der Vorrichtung 18 untergebracht ist. Die Vorrichtung 1S ist auf einer Führung
22 des Auslegerarms 16 parallel zur Achs der Frässpindel 19 mittels einer Schraubenspindel
23 verstellbar, um den Fräser 2o unabhängig vom Schlitten 8 gegenüber dein Werkstück
ausrichten zu können. Die Abmessungen des Auslegerarms 16 und der Fräsvorrichtung
1S sind zweckmäßig so gewählt, daß sich die Mittelebene des Scheibenfräsers 2o genau
oder ungefähr in der Verlängerung der Bohrspindelachse befindet. Dadurch wird der
natürliche Arbeitsbereich der i\Iaschine in der Längs- und Querrichtung auch beim
Fräsen ausgenutzt. Durch Verstellen des Schlittens 12 kann der Fräser :2o bis zur
Aufspannfläche des Schlittens 8 nach unten und bis zum unteren Ende der zurückgezogenen
Bohrspindel nach oben verstellt werden. Beim Eintauchfräsen von \ uten wird der
l#räsvorschub durch Verschieben des Schlittens 12 vorgenommen. Der Antrieb für die
Verstellspindel 14 ist dann. am Bedienungsstand angeordnet. Werden die Nuten längs
durchgefräst, so wird als Fräsvorschub der Vorschub des Unterschlittens 9 benutzt,
während der Schlitten 8 die Teilbewegungen für die Nutenabstände vollführt. Die
Gewindespindel 14 wird dann nur zum Einstellen der Spantiefe gebraucht. Die Fräsvorrichtung
könnte auch um 9o° versetzt am Auslegerarm 16 angeordnet werden. Dann würde die
Teilbewegung vom Unterschlitteng ausgeführt und als Fräsvörschub der Vorschub des
Schlittens ä benutzt.
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An der dem Ständer i zugekehrten Seite des Auslegerarms 16 ist ein
Anschlag 24 vorgesehen, der sich gegen eine parallel zur Führung l i verlaufende
Anschlagleiste 25 am Ständer 1 legt. Dieser Anschlag gewährleistet in jeder Stellung
des Schlittens 12 .die richtige Lage des Fräsers 2o zum Arbeitsschlitten S. In der
Anschlagleiste 25 ist eine T-Nut 26
vorgesehen, in die ein von dem Knebel
27 bewegter Spannbolzen 28 eingreift. Nach Lösen des Knebels 27 und Drehen des Spannbolzens
28 mittels des Handgriffs 28" um 9o° vermag dessen hopf aus der T-Nut herauszutreten,
so daß der Auslegerarm 16 in die in Fig.2 strichpunktiert angedeutete Stellung abgeschwenkt
werden kann. Die Anordnung der Hilfsvorrichtung nach Fig. 1 und 2 hat den Vorteil,
daß diese stets arbeitsbereit mit der Bohrmaschine verbunden ist.
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Die Vorrichtung könnte auch in einer zur Fräserumlaufebeiie rechtwinkligen
Ebene iii einem gewählten Winkelbereich einstellbar sein, so daß durch Schrägstellen
der Frässpindelachse zur Verschieberichtung des Teilschlittens auch schräge Nuten
im Eintauchverfahren gefräst werden können. Eine solche Ausführungsform ist in Fig.
2a dargestellt. 1)ie F räsvorrichtung 1S befindet sich jetzt dicht unmittelbar auf
dein Auslegerarm 16, sondern auf einem Schwenksupport .1o, der eine schematisch
gezeichnete Kreisführung 41 besitzt und auf dem Auslegerarm 16 schwenk-und feststellbar
angeordnet ist. Die Achse der Frässpindel kann aus der Normallage A beispielsweise
in die mit 13 und C bezeichneten Schwenklagen mit Hilfe des Zwischensupportes 40
eingestellt werden, so daß \ uten, die zur Bewegungsrichtung .des die Teilung ausführenden
Schlittens geneigt sind, eingefräst werden können.
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Bei dem in Fig.3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Werkzeugspindel
19 in einem Gehäuse 29 untergebracht, das auf die Bohrhülse 4 aufgeschoben und mit
einer Klemmeinrichtung befestigt wird. Diese Klemmeinrichtung besteht beispielsweise
aus einem Bolzen 30 mit einem zylindrischen Kopf 31 von größerem Durchmesser,
der in einer quer zur Bohrhülse 4 verlaufenden Bohrung 32 im Gehäuse 29 angeordnet
und durch einen Keil 33 gegen Drehung gesichert ist. Der Kopf 31 besitzt
eine der Rundung der Bohrhülse 4 entsprechende Fläche 310. Ferner befindet sich
in der Bohrung 32 gegenüber dein Klemmkopf_3i eine Klemmhülse 34 mit einer Klemmfläche
34a. Die Hülse 34 ist ebenfalls durch einen Keil (nicht dargestellt) gegen Drehung
gesichert. Der Klemmbolzen 30 besitzt an seinem äußeren Ende Gewinde. Auf
den Gewindeteil ist ein Griffhebel 35 aufgeschraubt. Wird der Hebel 35 angezogen,
so wird das Gehäuse29 auf der Bohrhülse4 festgeklemmt. Eine zwischen die Klemmstücke
3 i und 34 geschaltete Feder 36 unterstützt das Aufheben der Klemmwirkung beim Lösen
des Griffhebels 35. Um das Gehäuse 29 sofort in die dargestellte Hauptlage auf der
Bohrhülse 4 zu bringen, ist ein Keil 37 vorgesehen, der in eine entsprechende Keilnut
im Gehäuse 29 eingreift. In dieser Hauptlage verläuft die Achse der Frässpindel
19 genau in der Bewegungsrichtung des Teilschlittens. Die Bohrhülse 4. ist ebenfalls
im Bohrkopf 2 durch eine Klemmvorrichtung (nicht dargestellt) festgestellt. Auf
der Frässpindel 19 sitzt ein I£egelrad38, das mit einem Kegelrad 39 in der Bohrspindel
3 kämmt. Das Kegelrad 39 wird vor dem Aufbringen der Hilfsvorrichtung in die Bohrspindel
eingesetzt und in geeigneter Weise (der Kegelradschaft ist beispielsweise als Morsekegel
ausgebildet) gekuppelt. Die richtigen Eingriffsverhältnisse der Antriebsräder sind
dadurch gewährleistet, daß die Hauptbohrung 29" des Gehäuses 29 der Fräsvorrichtung
abgesetzt ist, so daß eine
Bundfiä ehe 291, entsteht, die sich gegeji
(lic untere Stirnfläche der Bohrhülse ..1, anlegt. Das Aufbringen und Entfernen
der Fräsvorrichtung kann verhältnismäßig rasch vorgenommen werden. Die Drehzahl
der Frässpindel i9 kann, da der Gesamtdrehzalilbereich der Bohrspindel zur Verfügung
stellt, verschiedenen Fräserdurchmessern angepaßt werden. Die Achse der F rässpindel
19 braucht nicht so angeordnet sein, daß sie die Achse der Bohrspindel schneidet.
Die Anordnung kann auch so getroffen Nverden, daß die, Achsen sich kreuzen. In diesem
Falle treibt das Kegelrad 39.auf ein Rädervorgelege, das ebenfalls im Gehäuse 29
gelagert ist. Statt des Kegelradantriebs kann auch ein Schraubenradantrieb genommen
werden. Das Fräsen sowie das zwischendurch erfolgende Teilen geht in gleicher Weise
vor sich wie bei der Vorrichtung nach Fig. i und 2. Zum Fräsen schräger Nuten wird
der Kei137 entfernt und das Gehäuse 29 entsprechend dem Neigungswinkel der Nuten
eingestellt und auf der Bohrhülse festgeklemmt.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. j ist das Gehäuse 29 der Hilfsvorrichtung
nicht auf der Bohrhülse aufgeklemmt, sondern auf der Unterseite des Bohrkopfes 2
befestigt. Das Gehäuse setzt sich dabei auf einen zylindrischen Ansatz 2, am Bohrkopf
2, so daß die Kegelräder 38, 39 richtig miteinander kämmen. Diese Anordnung
der Hilfsvorrichtung ist auch besonders dann geeignet, wenn die Bohrspindel 3 nicht
in einer längs verschiebbaren Bohrhülse, sondern unmittelbar im Bohrkopf 2 gelagert
ist, der dann die Vorschubbewegung beim Bohren ausführt.
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Mit der Hilfsvorrichtüng ist es möglich, außer den in der Einleitung
genannten Arbeiten auch Zahnstangen auf der Koordinatenbohrmaschine herzustellen.
Nach dem Einfräsen der Zähne können diese mittels einer Profilschleifscheibe, die
auf die Werkzeugspindel i9 aufgespannt wird, nachgeschliffen werden. Die erfindungsgemäße
Hilfsvorrichtung kann auch in eine Koor<liiiatenbohrmascliitie in Doppelständerbauart,
d. h. eine Maschine, bei der der Werkstückschlitten nur in einer Dichtung und der
Bohrspindelschlitten senkrecht dazu auf einem an den Doppelständern höhenverstellbaren
Querträger verschiebbar ist, eingeordnet werden. Wesentlich ist dabei stets, daß
die Achse der Hilfswerkzeugspindel annähernd oder genau in der Bewegungsrichtung
des die Teilungen ausführenden Werkstückschlittens verläuft.