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Schwenkbare Aufspannvorrichtung für Werkstücke Die Erfindung betrifft
verbesserte Aufspannvorrichtungen für Werkstücke.
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Es macht keine Schwierigkeiten, an ein Werkstück, das auf einer der
üblichen magnetischen Spannvorrichtungen aufgespannt ist, mittels einer Flachschleifmaschine
zwei planparalleleFlächen anzuschleifen. Sollen jedoch die beiden Flächen in einem
Winkel zueinander verlaufen, so muß die Aufspannfläche gegenüber dem Schleifmaschinentisch
schräg gestellt werden. In der Regel wird die Aufspannplatte hierfür um eine mittlere
Lagerachse geschwenkt und der jeweils erforderliche Schwenkwinkel mit Hilfe einer
an der magnetischen Aufspannvorrichtung vorgesehenen Gradeinteilung eingestellt.
Eine solche Gradeinteilung zur Einstellung des Winkels ist in vielen Fällen der
Praxis nicht genau genug. Um eine möglichst hohe Präzision in der Winkeleinstellung
zu erreichen, wird erfindungsgemäß eine Aufspannvorrichtung vorgeschlagen, die eine
Einstellung des Schwenkwinkels nach dem sogenannten Sinuslinealverfahren gestattet.
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Das Sinuslinealverfahren wird im folgenden an Hand der Fig. i kurz
erläutert. In Fig. i ist dargestellt, wie mit Hilfe von zwei Endmassen ein Lineal
nach dem Sinusgesetz reit höchster Präzision in einem bestimmten Winkel eingestellt
werden kann. Das Wesentliche ist hierbei, daß die beiden Rollen i und 2 in einem
:bestimmten Abstand L voneinander in ein Lineal 3 eingelassen sind. Werden nun diese
.beiden Rollen durch die Endmasse 4 und 5 unterstützt, deren Länge hl bzw. h2 beträgt,
so
stellt sich das Lineal nach dem Sinusgesetz in einem bestimmten Winkel a zur Grundfläche
ein, der definiert ist durch die Formel:
Es ist zweckmäßig, den Abstand der beiden Rollen möglichst zu ioo mm zu nehmen,
um eine einfache Ablesemöglichkeit aus den vorhandenen Sinustabellen zu ermöglichen.
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Die magnetischen Aufspannplatten gemäß der Erfindung sind scharnierartig
schwenkbar ausgebildet, und zwar vorzugsweise um mehrere Raumachsen schwenkbar.
Die Schwenkwinkel sind nach dem Sinuslinealverfahren mit großer Genauigkeit einstellbar.
Außerdem besitzt die Schwenkeinrichtung große Stabilität und vorzugsweise niedrige
Bauhöhe. Dies ist wichtig; je höher nämlich das magnetisch gespannte Werkstück von
der eigentlichen Grundfläche des Werkzeugmaschinentisches entfernt ist, desto größer
wird die Gefahr, daß beim Schleifvorgang durch Vibrieren des Werkstückes Rattermarken
entstehen.
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Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen
an mehreren Ausführungsbe i sp i elen .beschrieben.
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Fig. i veranschaulicht, wie schon erwähnt, das Sinuslinealverfahren;
Fig. 2 veranschaulicht eine um zwei Raumachsen schwenkbare Aufspannvorrichtung;
Fig. 2 a ist eine zeichnerische, perspektivische Darstellung für die rechnerische
Ermittlung der Gesamthöhe H; Fig. 3 und 4 veranschaulichen in Ruhelage und in Schräglage
eine um eine Raumachse schwenkbare Aufspannvorrichtung.
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Bei der Aufspannplatte gemäß Fig. 2 ist auf der Grundplatte 6 der
Arm 7 einer Winkelachse 7, 11 in einer Lagerbuchse 8 mit größter Präzision scharnierartig
gelagert. Die Lagerachse 7, i i bildet außerhalb der Lagerbuchse 8 an der Stelle
9 einen rechten Winkel. Auf dem Arm i i ist wiederum scharnierartig schwenkbar die
Aufspannplatte 1o gelagert.
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Die Achse 7, 11 kann in der jeweils mit Bezug auf die Buchse
8 verschwenkten Lage durch die schematisch angedeutete Verschraubung 15 festgestellt
werden. Eine schematisch angedeutete Verschraubung 16 ermöglicht das Arretieren
der Platte io jeweils in der mit Bezug auf die Achse 7, 11 verschwenkten Lage.
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An der Unterseite der Platte io ist ein Anschlag i2 vorgesehen. Der
Anschlag besitzt den gleichen Abstand R von dem Arm 7 wie von dem Arm i i. Vorzugsweise
ist der Anschlag kugelig ausgebildet und so bemessen, daß seine zu der Platte io
paral= lele untere Tangentialebene auch eine Tangentialebene des Armes i i ist.
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Auf der Grundplatte 6 ist eine Anschlagplatte 13 für den Anschlag
12 und eine vorzugsweise gleich hohe Anschlagplatte 14 für den Arm i i vorgesehen.
Die beiden Flächen 13 und 14 verlaufen genau in derselben Ebene wie die Unterkante
des Armes der Winkelachse 7, 11.
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In der bevorzugten Ausführungsform besitzen der kugelige Anschlag
12 und die beiden Arme 7 und i i den gleichen Durchmesser.
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Bei der Endbearbeitung der Auflagefläche für die Magnetplatte io wird
die Schwenkeinrichtung auf die Nullstellung gebracht, d. h. die Kugel 12 liegt auf
ihrer Anschlagfläche 13 und ebenso der Schwenkarm i i auf seiner Anschlagfläche
14. In Fig. 2 ist diese Lage des Anschlags 12 bei a1 und die Lage der Arme i i bei
b punktiert angedeutet.
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Wird die Aufspannplatte nunmehr in Gebrauch genommen, und soll eine
verschwenkte Lage eingenommen werden, die durch den Schwenkwinkel a um die Achse
7 und den Schwenkwinkel ß um die Achse i i definiert ist, so geht man folgendermaßen
vor. Man lockert zunächst die beiden Verschraubungen 15 und 16 und bringt die Platte
io in die Nullstellung, in der, wie schon gesagt, der Anschlag 12 auf der Platte
13 und der Arm i i auf der Platte 14 aufliegen. In dieser Nullstellung wird die
Schraube 16 angezogen, während die Schraube 15 gelöst bleibt. Nun kann die Aufspannfläche
mit Bezug auf die Achse 7 um den Winkel a geschwenkt werden.
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Man bedient sich hierzu eines Endmaßes, dessen Länge Hl gegeben ist
durch die Formel Hl = R sin a. Die Platte io wird nun so weit geschwenkt, daß der
Anschlag 12 gerade auf dem Ende des auf der Anschlagplatte 13 aufgestellten Endmaßes
Hl ruht. Die betreffende Lage des Anschlags 12 ist bei a2 punktiert angedeutet.
Nunmehr wird die Verschraubung 1$ festgezogen und die Verschraubung 16 gelockert.
Zum Verschwenken der Platte io um den Winkel ß mit Bezug auf den Arm i i bedient
man sich eines Endmaßes, dessen Länge H = Hl -f- H2 wegen der Beziehung Hz = R sin
ß cos a definiert ist durch die Formel H = R (sin a -f- sin ß cos a).
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Auch das Endmaß H wird auf die Anschlagplatte 13 aufgesetzt und die
Aufspannplatte io so verschwenkt, daß der Anschlag 12 nunmehr auf dem freien Ende
dieses Endmaßes H aufliegt. In dieser in Fig.2 in vollen Linien dargestellten Lage
des Anschlags 12 wird dann auch die Verschraubung 16 festgezogen.
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Die Größe H ergibt sich auf Grund folgender rechnerischer Überlegungen
an Hand der Fig. 2a, in der nur noch die wesentlichen geometrischen Linien in perspektivischer
Form dargestellt sind.
Es bedeuten R = Abstand der Kugel a2 von der Drehachse, Hl = Höhenverstellung der
Kugel a2 über al, hieraus Hl=Rsina (1) Es ist zweckmäßig, R = ioo mm zu wählen,
so daß die Ablesung der Sinuswerte des Winkels nur durch Multiplikation mit ioo
sofort die Höheneinstellung Hl ergibt.
Der erste Winkel ist somit
eingestellt; die Meßkugel befindet sich in Stellung a2. Nunmehr wird die Welle 7
(mit der Mutter 15, Fig. 2) festgestellt.
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Aus dieser Stellung heraus wird nunmehr um die Achse i i gedreht.
Det: Abstand der Kugel a2 von der zweiten Drehachse ist wiederum mit R bezeichnet
und mit ioo mm gewählt.
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In dem schräg schraffierten Dreieck a3, b1, cl liegt zwischen den
Seiten cl, bt, a3 ein rechter Winkel.
oder R sin ß = Strecke b1, a3 In dem rechtwinkligen Dreieck a3, dl, b1 mit dem Winkel
a läßt sich nunmehr folgendes ablesen:
Die Strecke H2 steht senkrecht auf der Grundfläche 6 und ist also die wahre Höhenverstellung,
die mit dem Endmaß zusätzlich zu Hl eingestellt werden muß.
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Gleichung (3) in (2) eingesetzt ergibt
oder
| H2 = R sin ß cos a |
| H=Hl+H2=R sina+Rsinßcosa |
| H = R (sin a + sin ß cos a) . |
Feststellvorrichtungen der dargestellten Art, bei denen der Anpreßdruck in Längsrichtung
der Lagerbuchsen oder der Drehachsen erzeugt wird, gewährleisten eine besonders
große Genauigkeit der Lagerung.
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Bei der Aufspannvorrichtung gemäß Fig. 3 und 4 ist die Aufspannplatte
iio nur um die Achse iii scharnierartig schwenkbar. In der Nullstellung liegt der
an der Platte iio vorgesehene Anschlag 112 auf der Anschlagstufe 113 der Grundplatte
i o6 auf.
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Soll die Platte um einen Winkel a verschwenkt werden, so bedient man
sich eines Endmaßes, dessen Länge h definiert ist durch die Formel l2
= r sin a, wobei r den Abstand zwischen der Achse i i i und dem Anschlag
112 bedeutet. In der in Fig. 4 dargestellten, um den gewünschten Winkel a verschwenkten
Lage wird die Platte i io dann durch eine nicht dargestellte Arretiervorrichtung
oder Verschraubung festgestellt.
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Die vorstehend in Anwendung auf magnetische Aufspannplatten geschilderte
Schwenkvorrichtung ist auch für andere Aufspannvorrichtungen, zum Beispiel für Aufspannplatten,
bei denen das Werkstück etwa durch Festklemmen gehalten wird, anwendbar.