NL1016950C2 - Werkwijze, klemmiddelen en referentiehouder voor een meerassige verspanende bewerking. - Google Patents

Description

1.

Korte aanduiding: Werkwijze, klemmiddelen en referentiehouder voor een meerassige verspanende bewerking.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het 5 meerassig verspanend bewerken van een uitgangsmateriaal voor het vervaardigen van een product omvattende de stappen A het opspannen van het uitgangsmateriaal op een opspantafel B het verspanend bewerken van het opgespannen te verspanen uitgangsmateriaal tot het product.

10 Moderne meerassige verspanende bewerkingsmachines, zoals vier- en vijfassige freesmachines, maken het mogelijk dat een groeiend aantal producten met complexe geometrieën dankzij numerieke besturing vervaardigd kunnen worden door een verspanende bewerking. Hierbij wordt volgens de stand van de techniek uitgangsmateriaal op een machinetafel 15 geklemd. Hiertoe is de machinetafel veelal voorzien van T-gleuven waarmee het uitgangsmateriaal met behulp van bouten en kikkers op de tafel kan worden vastgeklemd. Daarnaast kan gebruik worden gemaakt van mal achtige productgebonden constructies die zich specifiek richten op een bepaald product. Het vervaardigen van dergelijke malachtige constructies is 20 veelal pas rendabel bij grotere productie-aantallen.

Algemeen nadeel van de stand van de techniek is dat de diverse te bewerken zijden van het uitgangsmateriaal vanwege de opspanning van het uitgangsmateriaal niet of niet optimaal door het verspanend gereedschap bereikbaar zijn. Dientengevolge is het 25 noodzakelijk het uitgangsmateriaal meerdere malen op te spannen in bijvoorbeeld een tweede, derde of vierde opspanning voor de verspanende bewerking van de diverse zijden. Een dergelijke werkwijze is zeer tijdrovend en kan aanleiding geven tot fouten, indien het uitgangsmateriaal tussentijds niet juist wordt opgespannen. Daar komt nog 30 eens bij dat bij toepassing van losse spanmiddelen zoals kikkers en bouten deze zich veelal niet op repeterend dezelfde posities bevinden i n 1 fiQ 50 2 wanneer achtereenvolgens of met tussenpozen identieke producten worden vervaardigd. Dit brengt het risico met zich mee dat tijdens het aflopen van een numeriek bewegings- en verspaningsprogramma het verspanend gereedschap onverwachts tegen een opspanmiddel zoals een kikker botst 5 waardoor beschadigingen zowel aan het verspanend gereedschap als aan het product kunnen optreden welke met name in het laatste geval onherstelbaar kunnen zijn.

Een ander algemeen probleem is gelegen in de relatief lange omstel tijden die van toepassing zijn indien verschillende producten na 10 elkaar dienen te worden vervaardigd door middel van een machinale verspanende bewerking. Deze worden veroorzaakt doordat veel tijd gemoeid is met het opspannen en het definiëren van een nulpunt van het uitgangsmateriaal. Zeker bij relatief eenvoudige producten leidt dit ertoe dat de wissel tijd ten opzichte van de cyclustijd een ongewenst 15 groot deel in beslag neemt.

De uitvinding beoogt nu een werkwijze volgens de aanhef te verschaffen die primair een optimale bereikbaarheid van het te bewerken uitgangsmateriaal voor het gereedschap waarmee de machinale bewerking wordt uitgevoerd, mogelijk maakt waarbij tot bijvoorbeeld vijf zijden 20 bereikbaar zijn in één en dezelfde opspanning. Al dan niet in voorkeursuitvoerings-vormen wordt tevens beoogd de cyclustijden aanzienlijk te verkorten door het toepassen van een universeel toepasbare opspanmethodiek.

De werkwijze volgens de uitvinding wordt nu gekenmerkt door 25 de stappen C het alvorens stap A creëren van een aangrijpingsdeel in het te verspanen uitgangsmateriaal welk aangrijpingsdeel zich uitstrekt aan de buitenzijde van het product D het ten behoeve van stap A vastklemmen van het 30 aangrijpingsdeel door klemmiddelen welke losmaakbaar zijn verbonden met de opspantafel.

* a 1 fiö FvQ ! 3

Voor het creëren van het aangrijpingsdeel, hetgeen middels een verspanende bewerking kan geschieden, wordt gebruik gemaakt van de intrinsieke eigenschap van het uitgangsmateriaal grotere afmetingen te hebben dan het product. In deze zogenaamde toegift kan het 5 aangrijpingsdeel, worden aangebracht welk aangrijpingsdeel dan als het ware deel uitmaakt van de toegift. Overigens wordt met de term product geenszins bedoeld uitsluitend een eindproduct hieronder te verstaan. Halffabrikaten dienen ook te worden begrepen onder de term product binnen het kader van deze uitvinding. Dankzij de toepassing van een 10 aangrijpingsdeel blijft vrijwel het gehele buitenoppervlak van het product bereikbaar voor het verspanend gereedschap. De enige uitzondering hierop wordt gevormd door het gebied rondom de positie waarop het aangrijpingsdeel met het product is verbonden. Dit in tegenstelling tot de stand van de techniek waarbij voor het opspannen van een 15 uitgangsmateriaal inklemming plaatsvindt tussen twee tegenover gelegen zijden van het uitgangsmateriaal waardoor deze zijden ten minste ten dele beide niet toegankelijk zijn voor machinale bewerking. Vanwege de hoofdzakelijke U-vorm van de klemmiddelen volgens de stand van de techniek waarbij klemming plaatsvindt tussen de poten van de U-vorm is 20 ook een derde zijde die de twee tegenover gelegen zijden met elkaar verbindt veelal niet of verminderd bereikbaar. Door nu het aangrijpingsdeel aan de buitenzijde van het product aan te brengen voorkomt men deze nadelen zodat niet meer dan één oppervlak en dan afhankelijk van de grootte van het product slechts een deel daarvan niet 25 of verminderd bereikbaar is. Dankzij dit voordeel kan in veel gevallen het frezen van een product met een complexe geometrie zonder het tussentijds verwisselen van de opspanning worden gerealiseerd. Doordat alle vorm- en plaats-toleranties vanuit één en dezelfde opspanning worden gemaakt, wordt maximale nauwkeurigheid bereikt.

30 Ter zijde wordt opgemerkt dat in het Amerikaanse octrooi US

4300271 een kleminrichting is beschreven met een schuifblok en een 101 69 5« 4 gel ei dings!ichaam. Beide delen zijn met behulp met een zwaluwstaartverbinding onderling gekoppeld waartoe het schuifblok een uitwendige zwaluwstaartvorm heeft en het gel eidingslichaam een corresponderende inwendige zwaluwstaartvorm. Geenszins wordt beschreven 5 dat het glijblok dan wel het gel eidingslichaam verspanend wordt bewerkt overeenkomstig de onderhavige uitvinding.

De werkwijze volgens de uitvinding kenmerkt zich bij voorkeur doordat de klemmiddelen via een referentiehouder verbonden zijn met de opspantafel. Alhoewel het op zich mogelijk is binnen het kader van 10 de uitvinding om de klemmiddelen direct te verbinden met de opspantafel biedt de toepassing van een referentiehouder het voordeel dat functies kunnen worden gescheiden waardoor een set van universeel toepasbare klemmiddelen en een set van universeel toepasbare referentiehouders kan worden toegepast. De functie van de referentiehouder is er in gelegen een 15 referentie- of nulpunt te creëren voor de machinale bewerking, terwijl de klemmiddelen slechts dienen om op geschikte wijze het uitgangsmateriaal te fixeren.

Bij voorkeur wordt bij de werkwijze volgens de uitvinding na afloop van stap B het aangrijp!ngsdeel verwijderd van het product. 20 Aangezien het aangrijpingsdeel geen functie vervult voor het product op zich, kan het aangrijpingsdeel worden verwijderd indien dit gewenst is.

Overigens kan het ook zo zijn dat het aangri jpingsdeel geen negatieve invloed heeft op het product zodat het verwijderen van het aangrijpingsdeel achterwege kan blijven.

25 Bij voorkeur is het aangrijpingsdeel zwaluwstaartvormig.

Een dergelijke vorm leent zich uitstekend voor een degelijke inklemming en vereist bovendien slechts een beperkte toegift.

De uitvinding heeft tevens betrekking op een product verkregen met een werkwijze volgens de uitvinding.

30 De uitvinding heeft tevens betrekking op klemmiddelen voor toepassing in een werkwijze volgens de uitvinding waarbij eerste 1 n 1 69 50 5 verbindingsmiddelen zijn voorzien voor het losmaakbaar verbinden van het uitgangsmateriaal met het aangrijpingsdeel, en waarbij tevens tweede verbindingsmiddelen zijn voorzien voor het losmaakbaar verbinden van de klemmiddelen met een opspantafel. Laatstgenoemde verbinding kan overigens 5 ook indirect, bijvoorbeeld via een referent!ehouder, worden gerealiseerd.

Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm omvatten de eerste verbindingsmiddelen een opening met een zwaluwstaartvorm met twee tegenovergelegen flanken en een de flanken verbindend middenvlak en kunnen de flanken onder invloed van klemkrachten in klemmende 10 samenwerking zijn met flanken van een aangri jpi ngsdeel met een corresponderende zwaluwstaartvorm. Toepassing van een zwaluwstaartvorm heeft als groot voordeel dat een dergelijke vorm relatief eenvoudig aan te brengen is op een uitgangs-materiaal en een gecombineerde vormgesloten en krachtgesloten verbinding kan vormen waarbij de vereiste hoogte 15 waarmee het aangrijpingsdeel in de vorm van een zwaluwstaart zich buiten het oppervlak van de buitenzijde van het product uitstrekt gering is ten opzichte van andere vormen. Bovendien vormt een zwaluwstaartvormige opname een dermate stijf geheel dat het uitgangsmateriaal grote verspaningskrachten kan verwerken.

20 Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm strekt zich vanaf het middenvlak een sleuf uit, waardoor het naar elkaar toe bewegen van de flanken voor klemmende werkzaamheid wordt vergemakkelijkt.

De uitvinding heeft verder nog betrekking op een referentiehouder voor toepassing in een werkwijze volgens de boven 25 beschreven uitvinding waarbij derde verbindingsmiddelen zijn voorzien voor losmaakbare verbindende samenwerking met een opspantafel en waarbij tevens vierde verbindingsmiddelen zijn voorzien voor het losmaakbaar verbinden van de referentiehouder met de klemmiddelen.

Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm worden de derde 30 verbindingsmiddelen gevormd door cilindrische delen voor klemmende samenwerking met hydraulische spancilinders die onderdeel uitmaken van

4 n1RQ

6 een opspantafel. Dankzij dergelijke derde verbindingsmiddelen kan de referentiehouder repeterend met grote nauwkeurigheid ten opzichte van de opspantafel worden gepositioneerd waardoor het definiëren van nulpunten niet per product meer nodig is zolang de referentiehouder met de 5 opspantafel verbonden blijft.

Bij toepassing van klemmiddelen volgens de uitvinding in combinatie met een referentiehouder volgens de uitvinding zijn de tweede verbindingsmiddelen en de derde verbindingsmiddelen bij voorkeur geschikt voor onderlinge klemmende samenwerking.

10 De uitvinding zal navolgend worden toegelicht aan de hand van een aantal figuren.

Figuur 1 toont in perspectivisch aanzicht de bovenzijde van een opspantafel.

Figuur 2 toont een wijze van opspanning van een product op 15 een opspantafel.

Figuur 3 toont een gedeelte van figuur 2 in een dwarsdoorsnede.

Figuur 4 toont een klemblok in perspectief.

Figuur 5 toont het klemblok volgens figuur 4 in het 20 aanzicht volgens pijl V.

Figuren 6A t/m D tonen schematisch de werkwijze volgens de uitvinding.

Figuur 1 toont een opspantafel 1 welke kan worden toegepast bij de uitvinding. De opspantafel 1 is voorzien van een achttal 25 hydraulische, kruislings opgestelde, spancilinders 2. De opspantafel 1 kan zowel als een vaste tafel zijn uitgevoerd als als een manipuleerbare tafel die transleerbaar en/of roteerbaar is ten opzichte van een verspanend gereedschap. Alle acht de hydraulische spancilinders vormen een mogelijke referentiepositie voor de verspanende bewerking. Bij 30 voorkeur wordt voor de opspanning van een uitgangsmateriaal ten minste gebruik gemaakt van twee spancilinders 2.

101 69 50 7

Figuur 2 toont een wijze van opspanning van een product 3 met een complexe geometrie. Het product 3 is, zoals in figuur 3 in een dwarsdoorsnede volgens een vlak parallel aan het voorvlak 14 van klemblok 5 getoond, aan de onderzijde over een deel van zijn lengte voorzien van 5 een aangrijpingsdeel 4 met een zwaluwstaartvorm. Het product 3 wordt gefixeerd door een klemblok 5 welke aan zijn bovenzijde is voorzien van een zwaluwstaartvormige uitsparing 6 waarin het aangrijpingsdeel 4 van het product 3 klemmend is opgenomen. Hiertoe is in zijn langsrichting aan een eerste zijkant van klemblok 5 een sleuf 16 aangebracht die zich 10 loodrecht uitstrekt op het middenvlak van uitsparing 6 en die aan zijn onderzijde uitmondt in een boring 7. Vanaf de zijkant van klemblok 5 zijn een viertal van inwendig schroefdraad voorziene boorgaten 8 aangebracht die zich dwars op de sleuf 16 en aan weerszijden van deze sleuf 16 uitstrekken en die aan de van de eerste zijkant afgekeerde zijde van 15 sleuf 16 van inwendig schroefdraad zijn voorzien. Door het aandraaien van niet nader getoonde imbusschroeven in boorgaten 8 wordt het tussen sleuf 16 en de buitenzijde gelegen zijdeel 9 naar het midden van klemblok 5 gebogen waarbij de brug 10 tussen boring 7 en de onderzijde van klemblok 5 als scharnier dienst doet. Zo wordt door klemblok 5 het 20 zwaluwstaartvormige aangrijpingsdeel 4 aan de buitenzijde van het product 3 vastgeklemd.

Het klemblok 5 is op niet nader getoonde wijze losmaakbaar verbonden met referentiehouder 11 die aan zijn onderzijde is voorzien van niet nader getoonde cilindrische delen die zijn opgenomen in niet nader 25 getoonde spancilinders in opspantafel 12 welke spancilinders vergelijkbaar zijn met de spancilinders 2 in figuur 1.

Nadat het product 3 gereed is, wordt deze losgenomen uit het klemblok 5 en kan het aangrij pingsdeel 4 desgewenst worden verwijderd.

30 De figuren 4 en 5 tonen een alternatieve klemblok 12 welke in vergelijking met klemblok 5 in de figuren 2 en 3 voorzien is van een 101 69 50 8 smallere zwaluwstaartvormige uitsparing 13. Vanaf het basisvlak 15 van uitsparing 13 strekt zich loodrecht op dit basisvlak 15 een sleuf 17 uit. Aan de onderzijde van zijvlak 18 strekt zich een sleuf 19 evenwijdig aan het basisvlak 15 uit. Sleuven 17 en 19 bepalen een brugdeel 20 ertussen 5 welke net als brug 10 in de uitvoeringsvorm volgens de figuren 2 en 3 een scharnierende functie heeft. Door het aandraaien van niet nader getoonde imbusschroeven in van inwendig schroefdraad voorziene boringen 21, die zich uitstrekken aan weerszijden van sleuf 17, wordt flank 22 in de richting van flank 23 bewogen voor het verkrijgen van een klemmend 10 effect. Aan twee tegenover gelegen zijden van het klemblok 12 strekken zich in hetzelfde vlak twee bevestigingsflenzen 24, 25 evenwijdig aan basisvlak 15 uit. In ieder van deze bevestigingsflenzen 24, 25 zijn twee boringen 26 met verzonken delen 27 aangebracht. Door gebruikmaking van niet nader getoonde schroeven met een verzonken kop kan klemblok 12 15 nauwkeurig aan een referentiehouder 11 worden bevestigd.

Door gebruik te maken van een beperkt aantal verschillende klemblokken 12, die bijvoorbeeld kunnen verschillen voor wat betreft de breedte en lengte van de zwaluwstaartvormige uitsparingen is het mogelijk om met een beperkt aantal klemblokken een groot aantal verschillende 20 producten op te spannen. Afhankelijk van de afmetingen en geometrie van het te vervaardigen product wordt op het uitgangsmateriaal waaruit het product vervaardigd wordt een geschikte zwaluwstaartvorm aangebracht die als aangrijpingsdeel voor een van de klemblokken dienst kan doen. Daarnaast kan tevens gebruik worden gemaakt van een beperkt aantal 25 referentiehouders, waartussen een keuze wordt gemaakt voor het optimaal positioneren van het uitgangsmateriaal ten opzichte van het verspanend gereedschap. Hiertoe zijn de klemblokken bij voorkeur voorzien van uniforme voorzieningen voor het bevestigen van de klemblokken aan de referentiehouders 12, zoals deze bijvoorbeeld wordt gevormd door boringen 30 26, waardoor een maximaal aantal combinaties van referentiehouders en klemblokken mogelijk is.

1 fl 1 69 50 9

In de figuren 6A t/m 60 is schematisch nogmaals de werkwijze volgens de uitvinding weergegeven. Aan verspaanbaar uitgangsmateriaal 30 (figuur 6A) wordt middels een verspanende bewerking aan één zijde een aangrijpingsdeel 31 met een zwaluwstaartvorm gecreëerd.

5 Vervolgens wordt het uitgangsmateriaal 30 voorzien van het aangrijpingsdeel 31 opgespannen door inklemming van het aangrijpingsdeel 31 in een klemblok, bijvoorbeeld zoals weergegeven in figuur 3. In deze opgespannen toestand wordt het uitgangsmateriaal 30 dusdanig verspanend bewerkt dat het de gewenste geometrie van een te vervaardigen product 10 aanneemt (figuur 6C). Na losname uit de opspanning wordt tenslotte het aangrijpingsdeel 31 verwijderd (figuur 6D).

1 Π 1 M 5-0

Claims (11)

1. Werkwijze voor het meerassig verspanend bewerken van een uitgangsmateriaal voor het vervaardigen van een product omvattende de 5 stappen A het opspannen van het uitgangsmateriaal op een opspantafel B het verspanend bewerken van het opgespannen te verspanen uitgangsmateriaal tot het product gekenmerkt door de stappen 10. het alvorens stap A creëren van een aangrijpingsdeel in het te verspanen uitgangsmateriaal welk aangrijpingsdeel zich uitstrekt aan de buitenzijde van het product D het ten behoeve van stap A vastklemmen van het aangrijpingsdeel door klemmiddelen welke losmaakbaar zijn 15 verbonden met de opspantafel.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de klemmiddelen via een referentiehouder verbonden zijn met de opspantafel.

3. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat na afloop van stap B, het aangrijpingsdeel wordt verwijderd 20 van het product.

4. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het aangrijpingsdeel zwaluwstaartvormig is.

5. Product verkregen met een werkwijze volgens een der voorgaande conclusies

6. Klemmiddelen voor toepassing in een werkwijze volgens een der conclusies 1-4, met het kenmerk, dat eerste verbindingsmiddelen zijn voorzien voor het losmaakbaar verbinden van het uitgangsmateriaal met het aangrijpingsdeel en tweede verbindingmiddelen zijn voorzien voor het losmaakbaar verbinden van de klemmiddelen met een opspantafel.

7. Klemmiddelen volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de eerste verbindingsmiddelen een opening met een zwaluwstaartvorm met twee 101 69 50 tegenovergelegen flanken en een de flanken verbindend middenvlak omvatten en kunnen de flanken onder invloed van klemkrachten in klemmende samenwerking zijn met flanken van een aangrijpingsdeel met een corresponderende zwaluwstaartvorm.

8. Klemmiddelen volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat zich vanaf het middenvlak een sleuf uitstrekt.

9. Referentiehouder voor toepassing in een werkwijze volgens conclusie 2, 3 of 4, met het kenmerk, dat derde verbindingsmiddelen zijn voorzien voor losmaakbare verbindende samenwerking met een opspantafel 10 ten opzichte van een vast referentiepunt van de opspantafel en vierde verbindingsmiddelen voor het losmaakbaar verbinden van de referent!ehouder met de klemmiddelen.

10. Referentiehouder volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat de derde verbindingsmiddelen zijn gevormd door cilindrische delen voor 15 klemmende samenwerking met hydraulische spancilinders die onderdeel uitmaken van een opspantafel.

11. Referentiehouder volgens conclusie 9 of 10 in combinatie met klemmiddelen volgens conclusie 6, 7 of 8, met het kenmerk, dat de tweede verbindingsmiddelen en de derde verbindingsmiddelen geschikt zijn 20 voor onderlinge samenwerking. 101 69 50