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Vorrichtung zum Grob- und' Feinbearbeiten von Werkstücken, - insbesondere
von Drehwerkstücken Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Bearbeiten
von Werkstücken mit in einem Hinundrückgang der Vorschubbewegung aufeinanderfolgender
Grob= und Schlichtbearbeitung,@insbesondere unter - Verwendung -von relativ zum
Werkzeug umlaufenden. Werkstücken, -und besteht im- -wesentlichen darin; daß der
Werkzeughalter beim, Schruppen kraftschlüssig (nachgiebig), beim Schlichteri dagegen
formschlüssig (starr) gehalten ist. Zweckmäßig enthält der Werkzeughalter ein Schrupp-
und ein Schlichtwerkzeug, die wechselweise in. Arbeitsstellung gebracht werden.
Zum Werkzeugwechsel wird- ferner vorzugsweise die gleiche Kraft verwendet, die -das
Schruppwerkzeug in: Arbeitsstellung -hält; - z. B. unter Verwendung einer Hilfskraft,
derart, daß der .bei Grobarbeit auf das Werkzeug ausgeübte Arbeitsdruck dem Verstelldruck
der Hilfskraft entgegenwirkt und bei Überschreiten eines -bestimmten zulässigen
Wertes diesen Verstelidruck überwindet.
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Bei den bekanntere Maschinen -mit aufeinanderfolgender Grob- und Feinarbeit
-ivär eine unterschiedliche einerseits kraftschlüssige:und andererseits zwangsläufige
Aufnahme des Arbeitsdruckesnicht vorgesehen: Ferner war beim Wechsel von Grob- auf
Feinarbeit eine Neueinstellung des Werkzeugschlittens erforderlich .7 -Demgegenüber
weist die Erfindung den Vorteil auf, däß die beim Arbeiten der -Werkzeuge auftretenden
Arbeitsdrüdke' in besonderes @ zweckmäßiger
Weise aufgenommen werden.
-Eine bei Grobarbeit, z. B, - beim Schruppen, auftretende Überbeanspruchung des
Werkzeuges wird infolge der kraftschlüssigen Aufnahme des Arbeitsdruckes vermieden,
da bei Überschreiten eines bestimmten Arbeitsdruckes das Werkzeug entgegen der die
Kraftschlüssigkeit bewirkenden Kraft ausweichen kann. Andererseits gewährleistet
die zwangsläufige Aufnahme des geringeren. Arbeitsdruckes bei Feinarbeit, z. B.
beim Schlichten, eine große Genauigkeit des herzustellenden Stückes.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich ferner durch besondere
Einfachheit aus. Leerwege sind vermieden. Außerdem ist eine Neueinstellung des Werkzeugschlittens.
oder 'Tisches beim Wechsel von Grobarbeit auf Feinarbeit nicht erforderlich. Die
Schlittenführung kann besonders kräftig ausgeführt sein, da eine Schwenkvorrichtung
für den Werkzeugschlitten oder eine entsprechende Verstelleinrichtung inFortfall
kommen kann. Dadurch,, daß das Ausweichen des die Grobarbeit verrichtenden Werkzeuges
entgegen der es in Arbeitsstellung bringenden Verstellbewegung stattfindet, ergibt
-sich ,des weiteren der Vorteil, daß die beiden Funktionen der Hilfskrafteinrichtung,
nämlich .der Werkzeugverstellung einerseits und der kraftschlüssigen Aufnahme des
Arbeitsdruckes bei Grobarbeit andererseits, unmittelbar miteinander vereinigt sind
und somit zur weiteren Vereinfachung der Vorrichtung beitragen.
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Zweckmäßig sind die wechselweise in Wirkung tretenden Werkzeuge auf
einem durch die Hilfskraft insbesondere in Drehrichtung verstellbaren Werkzeugträger
angeordnet, dessen Verstellbewegungen durch Anschläge begrenzt sind, und zwar .derart,
daß der Arbeitsdruck den Werkzeugträger in der der Grobarbeit zugeordneten Endstellung
gegen die Wirkung der Hilfskraft vom zugehörigen Anschlage abzuheben sucht, in der
der Feinarbeit zugeordneten Endstellung dagegen gegen- den zugehörigen Anschlag
drückt. In einer vor allem für Bohrarbeit besonders vorteilhaften Anordnung ist
der Werkzeugträger reit den Werkzeugen exzentrisch im Werkzeugschlitten gelagert,
so daß durch Drehen des Werkzeugträgers die Werkzeuge bei z. B. gleichmäßiger Einstellung
zürn -Werkzeugträger entsprechend der Exzentrizität mit verschiedener Schnittiefe
zurWirkung gebracht werden. -Verstellen und Aufnahme des Arbeitsdruckes bei Grobarbeit
erfolgt zweckmäßig durch hydraulischen oder pneumatischen Druck, kann jedoch auch
auf beliebig andere geeignete Weise, z. B. elektrisch, mechanisch (unter Verwendung
einer Feder od. dgl..) erfolgen.-Zweckmäßig ist ferner die Anordnung derart getroffen,
_daß die Vorschubrichtung des Werkzeugträgers mit Bezug auf die Drehachse des Werkstückes
eingestellt -werden kann, Vorschubrichtung und Drehachse also einen. beliebigen
veränderlichen Winkel miteinander bilden und somit z. B., neben zylindrischen Flächen
auch konische oder beliebig anders gestaltete Flächen gedreht werden.-können. Die
Erfindung- ist bei ein- oder--mehrspindligen Maschinen anwendbar Und besonders für
Serien-oder Massenfabrikation von wesentlichem Vorteil.
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In. der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt
und zwar zeigt Abb. i die Bearbeitung eines als Werkstück dienenden Hahnenkükens
in Draufsicht auf die erfindungsgemäße Vorrichtung, Abb. 2 und 3 einen Schnitt durch
die Vorrichtung nach Linie Ä-B der Abb. i, wobei Abb. 2 die Vorrichtung bei Grobarbeit
und Abb. 3. die Vorrichtung bei Feinarbeit wiedergibt, Abb. 4. die Bearbeitung eines
als Werkstück dienenden im Schnitt .dargestellten Hahnengehäuses in Draufsicht entsprechend
Abb. i und Abb. 5 einen Schnitt nach Linie C-D der Abb. 4.. Auf dem Maschinengestell
ist einerseits der Spindelstock io und andererseits der Reitstock ri gelagert und
zwar derart, daß Spindelstock und Reitstock für sich oder (zw=eckmäßig) gemeinsam
in waagerechter Ebene verstellt bzw. um eine senkr1 chte Achse mit Bezug auf das
Maschinengestell verschwenkt werden können. Das Werkstück 12, als welches im Falle
der Abb. i ein Hahnenküken werwendet wird, ist zwischen der Spitze 13,des Spindelstockes
und der Spitze 14 des Reitstockes eingespannt, wobei die Spitze 14. z. B. -unter
Federdruck steht und bei Inbetriebnahme der Maschine z. B. hydraulisch verriegelt
werden kann. Der Antrieb des Werkstückes erfolgt z. B. mittels eines mitnehmers
15, welcher mit ,dem Griff des Hahnenkükens gekuppelt ist - und von dem Antrieb
der Maschine angetrieben wird.
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Der z. B, in Längsrichtung der Maschine (Pfeilrichtung a) z. B. zusammen
mit dem Maschinentisch verschiebbare Vorschubschlitten 16. trägt einen kleineren,
in Querrichtung b z. B. durch die Spindelmutter 17 einstellbaren Werkzeugschlitten
z$, der seinerseits auf einer Achse oder Welle i9 einen scheibenförmigen Werkzeugträger
2o mit ,den Werkzeugen 21 und 22 trägt. Der Werkzeugträger 2o ist hierbei mit einer
Exzentrizität x auf der Welle oder Achse z9 gelagert. Mit dem Werkzeugträger 2o
fest verbunden ist ein Hebelarm 23, der an die Kolbenstange eines in dem Zylinder
24 gleitenden Kolbens 25 angeschlossen ist. Die beiden Kolbenseiten 26 und 27 des
Zylinders werden durch gesteuerte Druckleitungen 28 und 29 wechselweise mit Öl oder
mit einem an.deren--hydraulisehen bzw. pneumatischen Druckmittel' beliefert, wobei
das wechselweise Steuern entweder durch- den Arbeiter willkürlich oder (zweckmäßig)
in Abhängigkeit vom Hinundhergang des Vorschubschlittens 16 erfolgen kann. Zur Begrenzung
des Hubes dienen beispielsweise Anschläge 3,0 und 3r am Gehäuse des Werkzeugschlittens
18, wobei die- Anschläge gegebenenfalls, z. B. als Einstellschrauben, einstellbar
ausgeführt sein können.
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Die Wirkungsweise der in Abb. i bis 3 dargestellten Vorrichtung ist
folgende:. Zur Bearbeitung- der--konischen Fläche des, Kükens 12 werden Spindelstock
und Reitstock zunächst in die dem Konuswinkel entsprechende Stellung gebracht,
so
daß die Drehachse des Werkstückes mit der Vorschubrichtung a des Vorschubschlittens
einen -.dem Konuswinkel des Kükens entsprechenden Winkel bildet. Hierauf wird der
Werkzeugschlitten i8 entsprechend den herzustellenden Durchmessern des Kükens durch
Querverschiebung in Richturig b in Arbeitsstellung gebracht,. wobei die Werkzeuge
21 und 22 so eingestellt werden, daß das Werkzeugei eine -für das Schruppen und
das Werkzeug 22 eine für das Schlichten des Werkstückes erforderliche Spantiefe
ergeben. Die Exzentrizität x ist hierbei zweckmäßig derart gewählt, daß sie der
zusätzlichen Durchmesserverringerung entspricht, welche nach beendetem Schruppen
durch das Schlichten erzielt werden soll. In diesem Falle können bei einer Versetzung
der Werkzeuge auf dem Werkzeugträger um 9o° die Werkzeuge 2i und 22 mit Bezug auf
den scheibenförmigen Werkzeugträger 20 gleichmäßig eingestellt werden, indem sie
um den gleichen radialen Betrag aus der Umfangsfläche des Werkzeugträgers herausragen.
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Die Stellung bei Beginn der Grob- oder Schrupparbeit ist beispielsweise
in Abb. i und 2 dargestellt. Die Kolbenseite 26 steht unter dem Druck des Drucköles,
während die-Kolbenseite 27 entlastet ist. Der Druck im. Kolbenraum 26 schiebt daher
den Kolben 215 nach links in die in Abb. 2 dargestellte Lage. Hierdurch wfrd
der Hebelarm 23 mit dem Werkzeugträger .2o im Uhrzeigersinn verschwenkt, wobei die
Endlage durch den Anschlag 30 bestimmt wird. Das für die Schrupparbeit bestimmte
Werkzeug.2@i befindet sich in Arbeitsstellung, um das in Pfeilrichtung. c angetriebene
Werkstück 12 zu bearbeiten.
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Die Abmessung des Kolbens 25 bzw. der Druck des hydraulischen Mittels
sind auf den am Werkzeug auftretenden Arbeitsdruck derart abgestimmt, daß bei einem
unzulässig hohen Arbeitsdruck, welcher z. B. infolge eines durch ungleichmäßige
Materialhärte hervorgerufenen Widerstandes beim Spanabheben erzeugt wird, dieser
Arbeitsdruck den im Raum26 herrschenden hydraulischen Druck überwindet. Hierdurch
wird das Werkzeug 2i in Pfeilrichtung c mitgenommen, wodurch der Kolben 25 um einen
entsprechenden Betrag gegen die Wirkung des hydraulischen Druckes verstellt wird,
indem sich der Hebelarm 23 vom Anschlag 3o abhebt, bis der Arbeitsdruck am Werkzeug
21 wieder seine zulässige Höhe erreicht.
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Ist der Schruppvorgang durch die Bewegung des Vorschubschlittens 16
in Richtung a beendet, so wird bei gleichzeitiger Umschaltung der Vorschubrichtung
auch der Zutritt des hydraulischen Mittels zum Zylinder 24 umgeschaltet. Der Kolbenraum
26 wird drucklos, während der Kolbenraum 27 mit Drucköl beliefert wird. Der Kolben
25 bewegt sich nach rechts in die Stellung nach Abb. 3, wobei er den Hebelarm a3
mit dem Werkzeugträger 2o im Uhrzeigergegensinn verschwenkt, bis der Hebelarm (23
am Anschlag 31 anliegt. In diesem Augenblick ist: "das für,die Schlichtarbeit bestimmte
Werkzeug 22 in Arbeitsstellung gebracht, während -das. Werkzeug 2@i sich. -in unwirksamer
Stellung:befindet: I@fölge"det3:Exzentrität x:wird hierbei bei gleichmäßiger Einstellung
.der Werkzeuge 2.r-- und. 22- äüm- `Werk@eügtrager 2o - eine Spantiefe -für - das"'
Sehichteii.'-bestiinrnf; - die der Exzentrizität x entspricht.' Der in -Pfeilrichtung
c wirkende Arbeitsdruck `= äm: Werkzeug 22 wird hierbei unnachgiebig durch den Anschlag
31 aufgenommen, Bei dem Ausführungsbeispiel nach.Abb: 4 und 5 ist als Werkstück
ein' Hahnengehäuse 'i2' angenommen, welches z: B. mittels eines -Zweibackenfutters
auf der Drehspindel eingespannt ist und dessen konische Innenfläche bearbeitet werden
soll. Der Werkzeugträger 2o' ist hierbei wieder im Werkzeugschlitten 18( mittels
"eines- Exzenterzapfens z9' mit der Exzentrizität x' exzentrisch gelagert, derart,
daß durch Verschwenken des Werkzeugträgers 2d, z. B: um 9,a°, nacheinander
das zum Schruppen dienende Werkzeug -2,1' und das zum Schlichten dienende Werkzeug
227 in Arbeitsstellung gebracht werden können. Die Anordnung mittels Exzenters ist
in Aiesem Falle. mit Rücksicht auf das Ineingriff- bzw. Außereingriffbringen der
Werkzeuge von besonderer Bedeutung. Im übrigen gilt für die Abb. 4 und 5 in Hinsicht
auf die Arbeitsweise ` der Vorrichtung Entsprechendes wie für die -Abb. i bis 3..
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Die Erfindung ist bei ein- oder mehrspindligen Maschinen anwendbar,
beispielsweise kann bei zweispind'ligen Maschinen die Bearbeitung des Hahnenkükens
gemäß Abb. i und:.die Bearbeitung des Hahnengehäuses gemäß Abb.4 gleichzeitig nebeneinander
auf ein und derselben Maschine erfolgen. Hierdurch lassen sich besonders hohe Stückzahlen
bei der Bearbeitung derartiger Teile erreichen. Statt einer Einstellbarkeit des
Spindel-und Reitstockes kann gegebenenfalls auch der Vorschubschlitten im Winkel
verstellt werden. Statt exzentrisch kann der Werkzeugträger auch zylindrisch gelagert
sein. In diesem Falle sind die Werkzeuge (2i, 22 bzW. 2i'; 22') entsprechend ihrer
verschiedenen Spantiefe im Werkzeugträger einzustellen, sofern nicht eine solche
Einstellung; z. B. beim Innendrehen oder Bohren (etwa entsprechend Abb. 4 und 5);
infolge der räumlichen Verhältnisse ausgeschlossen ist.
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Im übrigen ist die Erfindung nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele
beschränkt. Die Verstellung des Werkzeugträgers und die Anordnung der Anschläge
können in beliebiger Weise ausgeführt sein, beispielsweise können die Anschläge
am Werkzeugträger selbst, am Kolben oder an einem anderen geeigneten, Teil angeordnet
sein.'