DE905810C - Ausrichtdorn, der in die Arbeitsspindel einer Werkzeugmaschine, insbesondere Koordinaenbohrmaschine, eingesetzt wird - Google Patents

Description

• Ausrichtdorn, der in die Arbeitsspindel einer Werkzeugmaschine, insbesondere Koordinatenbohrmaschine, eingesetzt Wird Die Erfindung betrifft einen Ausrichtdorn, der in die Arbeitsspindel einer Werkzeugmaschine, insbesondere Koor.dinatenbohrmaschine, eingesetzt und dessen zylindrischer Schaft mit seiner Mantellinie mit einer Bezugskante am Werkstück oder am Werkstücktisch in Berührung gebracht wird, um die Stellung der Achse der Arbeitsspindel :genau zu bestimmen. Die bekannten Ausrichtdorne mit einem starren zylindrischen Schaft werden bei -nicht umlaufender Arbeitsspindel gegen die Bezugiskante angelegt. Sie haben den Nachteil, daß sie beim Heranfahren gegen die Bezugskante leicht eine geringe Abbiegung erfahren, da ,der Anlegedruck nicht beherrscht werden kann. Die Achse der Arbeitsspindel kommt dann nicht mit ausreichender Genauigkeit in die gewollte Lage zu stehen. Es kann auch leicht vorkommen, daß der Dorn durch unvorsichtiges Heranfahren so abgebogen wird, daß er nachher nicht mehr zurückfedert, sondern verbogen bleibt und dadurch unbrauchbar wird: Erfindungsgemäß werden diese Nachbeile dadurch beseitigt, daß der Ausrichtd'orn aus einem starren Hauptkörper und einem mit der (Stirnfläche des freienEndes desselben reibungsschlüssig verbundenen, jedoch radial beweglichen Tastkörper von gleichem Durchmesser besteht.
• Der Tastkörper ist entweder in einer Querführung des Hauptkörpers oder allseitig radial beweglich angeordnet. Im letzteren Fall wird der Dorn beim Ausrichtvorgang in Umlauf versetzt. Der Reibungsschluß wird zweckmäßig durch eine in einem Hohlraum des Hauptkörpers angeordnete Zugfeder, an die der Tastkörper angehängt ist, herbeigeführt.
• Die Wirkungsweise und Vorteile des erfin@dungsgemäßen Ausrichtdorns werden. an Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. In der Zeichnung zeigt Fig. i den in die Arbeitsspindel einer Koordinatenbohrmaschine eingespannten Aüsrichtdorn im teilweisen Schnitt, Fig.2 den Tastkörper in außermittiger Lage, Fig. 3 einen Schnitt nach Linie I-I der Fig. i, Fi:g.4 ein anderes Ausführungsbeispiel des Ausrichtdarns, Fig.5 und 6 ein Anwendungsbeispiel für den @usrichtdorn.
• Der Ausrichtdorn i hat einen Befestigungskegel 2, mit dem er in den entsprechenden Innenkegel der Bohrspindel 3 einer Koordinatenbohrmaschine einbesetzt wird. Eine Ringmutter 4., die Durchtrittsöffnungen für die Mitnehmerlappen des Kegels 2 besitzt, verhindert das Läsen des Ausrichtdorns. Am unteren Endre seines starren Schaftes hat der Dorn i einen zylindrischen Teil 5 von einem bestimmten gewählten Durchmesser. Der Teil 5, der in. den Ansprüchen als Hauptkörper bezeichnet wird, ist genau gleichachsig mit dem Kegel 2. Ist der Ausrichtdorn in die, Bohrspindel 3 eingesetzt, so bildet die Achse des zylindrischen Teils 5 die genaue Fortsetzung der Bohrspindelachse. Gegen die ebene Stirnfläche, 6 des freien Schaftendes des Dorns liegt ein zylindrischer Tastkörper-7 reibungsschlüssig, jedoch radial beweglich an. Der Tastkörper 7 hat genau denselben Durchmesser wie der zylindrische Teil 5 des starren Schaftes und, bestellt aus hartem Werkstoff, z. B. gehärtetem Stahl. In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. i hat der Tastkörper 7 einen in den Hohlraum 8 des starren Schaftes eintauchenden Allratz 7a, dessen Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser des Hohlraums B. Die Seitenbeweglichkeit des Tas.tkörpers 7 ist somit entsprechend dem Spielraum zwischen dem Ansatz 7a und dein Hohlraum 8 begrenzt. Der Tastkörper 7 ist an einer in dem Hohlraum 8 des Dorns angeordneten Zugfeder g angehängt, die den Reibungs-schluß mit der Stirnfläche 6 herbeiführt. In dem Beispiel nach Fig. .4 wird dagegen der Tastkörper 7 durch eine Kopfschraube io, die in einem Muttergewinde in der Achse des starren Schaftteils 5 verschraubbar ist, gegen die Stirnfläche 6 gezogen. Die Schraube in wird nur so weit angezogen, daß der Tastkörper 7 reibungsschlüssig gegen die Fläche 6 anliegt, so daß er, wenn eine bestimmte Seitenkraft auf ihn wirkt, sich radial zur Achse des Dorns bewegen kann. Der Tastkörper 7 gemäß dem Beispiel nach Fig. 4. hat eine Bohrung von größerem Durchmesser als, der Schaft der Schraube io, so daß wieder eine begrenzte Seitenbeweglichkeit gegeben ist. Es ist auch denkbar, den Reibungsschluß mittels eines permanenten Magneten, der an dem Teil 5 oder 7 angebracht ist, zu bewirken. Die Herbeiführung des 3 Reibungsschlusses durch eine Zugfeder wird jedoch -vorgezogen, da hierbei ein dauernd gleichmäßiger Reibungsschluß am sichersten gewährleistet ist.
• Die Wirkungsweise des Ausrichtdorns ist wie folgt: Die Achse der Bohrspindel 3 soll in eine genau übereinstimmende Lage mit der Bezugskante A des Werkstücks gebracht werden. Der Ausrichtdorn i wird in die Bohrspindel eingespannt und der Tastkörper 7 in exzentrische Lage zur Achse des Aus.richtdorns i gebracht (s. Fig:2 und 3). Die Bohrspindel wird in Umlauf versetzt, belspielsweise mit einer Drehzahl von ;a = 60o min-l, so daß der Tastkörper 7 exzentrisch zur Böhrspindelaehse umläuft. Dann wird die Bezugskante A !des auf drexn Arbeitstisch aufgespannten Werkstücks durch langsames Verschieben des Arb:eitstilsches: dem .exzentrisch umlaufenden Tastkörper 7 genähert. Der Tastkörper 7 berührt die Bezugskante A mit seiner am weitesten exzentrisch vorstehenden Mantellinie. Beim weiteren Heranfahren der Bezugskante A wird die Exzentrizität des Tastkörpers 7 immer kleiner. Das Heranfahren wird so lange fortgesetzt, bis eine Exzentrizität mit dem bloßen Auge nicht mehr wahrnehmbar ist. Dann wird unter Beobachtung -des- Tastkörpers 7 die Bezugskante A äußerst langsam weiter genähert, bis die zentrische Lage erreicht ist. Indem Augenblick, in dem die Bezugskante<4 -den Tastkörper 7 aus seiner zentrischen Lage verdrängt, weicht der Tastkörper 7 um einen deutlich sichtbaren Betrag aus. Es, genügt schon ein Überschreiten der zentrischen Lage .des, Tastkörpers, um 0,002 bis 0,003 mm, um ein schlagartiges Ausweichen des Tastkörpers 7 um etwa i mm herbeizuführen. In dem Augenblick, in welchem der Tastkörper 7 aus seiner zentrischen Lage herausspringt, wird die Verschiebebewegung :des Werkstückti-sches stillgesetzt- Diese Stellung der Bahrspind@elachse kann ohne besondere Mühe auf o,oo2 bis 0,004 min genau erreicht werden. In ihr befindet sich also die Bezugskante des Werkstücks um den Halbmesser des Tastkörpers 7 von der Bohrspindelachse entfernt. Der Halbmesser des Tastkörpers 7 ist genau bekannt. Es braucht jetzt nur noch der Werkstückschlitten der Koordinatenbohrmaschine um diesen Betrag gegen die Bohrspindelachse verschoben zu werden, so daß sich diese in genau übereinstimmender Lage mit der Bezugskante <g befindet.
• Man kann auch so vorgehen, daß man beim Heranfahren des Werkstücks gegen den exzentrisch umlaufenden Tastkörper 7 die durch die Stirnfläche 6 gebildete Trennkante mit dem Finger abfühlt, bis die Mantelfläche des Tastkörpers 7 mit der des zylindrischen Schaftteils 5 übereinstimmt.
• Bei den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen ist der Tastkörper 7 allseitig radial beweglich angeordnet. Man könnte jedoch den Tastkörper 7 auch in einer Querführung des starren Schaftes reibungsschlüssig führen. Der Ausrichtvorgang muß dann bei nicht umlaufender Bohrspindel in der Weise durchgeführt werden, daß mit dem außer Mitte bestellten Tastkörper gegen die Bezugskante gefahren und mit dem Finger die durch die Reibungsfläche 6 gebildete Trennkante abgefühlt wird, bis die Mantelfläche des Tastkörpers mit der Mantelfläche des Schaftteils 5 übereinstimmt. Bei Übereinstimmung der Mantelfläche ist die gewünschte Bezugslage erreicht.
• Der Ausrichtdorn gemäß der Erfindung hat den Vorteil, daß er auch von ungeschulten Arbeitern genau gehandhabt werden kann. Die richtige Anlage des Ausrichtdorns, an der Bezugskante ist leicht erkennbar, und ein geringes Überschreiten dieser Lage führt zu keiner Beschädigung des Ausrichtdorn.s, vielmehr ist lediglich der Ausrichtvorgang zu wiederholen. Die Ausführungsform mit allseitig radial beweglichem Tastkörper hat noch den weiteren Vorteil, daß ein geringer Schlagfehler des starren Schaftes des: Ausrichtdorns keine Rolle spielt, da der Dorn beim Ausrichten umläuft.
• Fig.5 und 6 zeigt die Anwendung des neuen Ausrichtdorns für einen auf Koordinatenbohrmaschinen gebräuchlichen schwenkbaren Rundteiltisch, und zwar zur genauen Einstellung des Schwenkwinkels. Fig. 5 ist eine Draufsicht bei waagerechter Stellung .des Rundteiltisches und Fig. 6 eine Seitenansicht. Die Tischplatte i i des Rundteiltisches ist auf der Bettplatte 12 um beliebige Winkelbeträge drehbar gelagert. D,i,e Bettplatte 12 kann um eine waagerechte Achse 13 im Bereich von o bis 9o° geschwenkt werden. Zur Bestimmung des genauen Schwenkwinkels wird der Ausrichtdbrn in Verbindung mit einer an der schwenkbaren Bettplatte 12 angebrachten Hilfseinrichtung (Bezugskante) benutzt. Diese Hilfseinrichtung besteht aus einem an(der Bettplatte 12 befestigten Halter 1q., in den ein Meßzylinder 15 von genau bekanntem Durchmesser gesteckt ist. Die Achse des Meßzylinders 15 fluchtet genau mit der Schwenkachse 13. In der horizontalen Lage der Tischplatte i i ist die Achse des Meßzylinders 15 von der Schwenkachse 13 um ein bestimmtes bekanntes Maß x entfernt (s. Fig. 5). Der Ausrichtdorn wird zunächst in der horizontalen Lage der Tischplatte mit der Mantell,in@ie des Meßzyl-inders 15 in Ausrichtstellung gebracht. Dann wird die Bohrspindel bzw. der Werkstückschli:tten um eine bestimmte Strecke seitlich verfahren. Diese Strecke ist aus dem Abstand x und dem beabsichtigten Schwenkwinkel errechnet und ist gleich der Horizontalprojektion der Strecke x bei Schwenkung des Tisches um den beabsichtigten Winkel. Bei der Berechnung ist ein konstanter Wert, der gleich dem Radius des Meßzylinders 15 plus dem Radius des Tastkörpers 7 ist, zu berücksichtigen. In der neuen Stellung wird die Bohrspindel nach oben verschoben, bis der Tastkörper 7 auf dem Schwenkradius des Meßzylinders liegt. Dann wird die Bettplatte 12 um die Achse 13 geschwenkt, bis der Meßzylinder 15 den exzentrisch umlaufenden Tastkörper 7 des Ausrichtdorns i in die Mittellage verdrängt hat. ' Der erfindungsgemäße Ausri!c'htdorn kann auch in Verbindung mit konvex oder konkav gewölbten Bezugskanten verwendet werden.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Ausrichtdorn, der in die Arbeitsspindel einer Werkzeugmaschine, insbesondere Koordinatenbohrmaschine, eingesetzt und dessen zylindrischer Schaft mit seiner Mantellinie mit einer Bezugskante am Werkstück oder am Werkstücktisch in Berührung gebracht wird, um die Stellung der Achse der Arbeitsspinidel genau zu bestimmen, dadurch gekennzeichnet, d'aß der Ausrichtdorn (i) aus einem umlaufenden Hauptkörper (5) und einem an der Stirnfläche (6) seines freien Endes radial beweglichen Tastkörper (7) von gleichem Durchmnesser besteht.
2. 2. Ausrichtdorn nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausrichtdorn zweiteilig ausgebildet ist und der al:s Tastkörper am Stirnende des umlaufenden Hauptkörpers angeordnete Teil reibungsschlüssig allseits radial beweglich ist.
3. 3. Ausrichtdorn nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Reibungsschluß durch eine in einem Hohlraum (8) des Hauptkörpers (1, 5) angeordnete Zugfeder (9), an die der Tastkörper (7) angehängt ist, herbeigeführt wird.
4. 4. Ausrichtdorn nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Reibungsschluß durch eine Kopfschraube (io) bewirkt wird, welche den Tastkörper (7) mit radialem Spiel durchsetzt und in einem Muttergewinde des Hauptkörpers (5) schraubhar ist.
5. 5. Au.srichtdorn nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Reibungsschluß durch einen Magneten bewirkt wird, der an dem Hauptkörper (5) oder dem Ta.stkörper (7) angebracht ist. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 634 186, 640 o28, 696 962; schweizerische Patesitschrift Nr. 181 oi9; USA.-Patentschriften Nr. 2 074 990, 2 098 838,