SE500166C2

SE500166C2 - Compressed air operated device for centering at least one workpiece on a machine tool

Info

Publication number: SE500166C2
Application number: SE9202681A
Authority: SE
Inventors: Aake Hjortsberg
Original assignee: Saab Scania Ab
Priority date: 1992-09-17
Filing date: 1992-09-17
Publication date: 1994-05-02
Also published as: SE9202681L; WO1994006590A1; SE9202681D0

Abstract

This invention relates to a mandrel (13) for centering and clamping at least one workpiece (48, 49) in a machine tool (1). The mandrel (13) incorporates movable pressure pistons (32, 33) which are actuated by compressed air to move in the axial direction. The pressure pistons (32, 33) are fitted with a group of centering pins (34, 35), which are actuated by respective inclined planes (36) arranged on the pistons (32, 33). When the respective pistons (32, 33) are displaced, the centering pins (34, 35) within the respective groups are displaced the same distance outwards due to the identical design of the inclined planes (36), which causes the respective workpieces (48, 49) to be centered in relation to the axial centreline of the mandrel (13). Both pistons (32, 33) are controlled by the same pressure source (2), and will therefore always centre both workpieces (48, 49) independently of each other, and with the same total centering force.

Description

(Il Cf) (Q) 10 15 20 25 30 Uppfinningens ändamål. (Il Cf) (Q) 10 15 20 25 30 Object of the Invention.

Föreliggande uppfinning har som ändamål att åstadkomma en dorn avsedd för invändig centrering av minst ett arbetsstycke vid en verktygs- maskin på ett sådant sätt att samma dorn kan användas för centrering och fastspänning av arbetsstycken med dimensioner som varierar inom relativt vida gränser utan att centreringsnoggrannheten blir eftersatt. l detta syfte utmärks den uppfinningsenliga dornen av de särdrag som återges i huvudkravets kännetecknande del.The object of the present invention is to provide a mandrel intended for internal centering of at least one workpiece in a machine tool in such a way that the same mandrel can be used for centering and clamping workpieces with dimensions which vary within relatively wide limits without compromising the centering accuracy. . To this end, the mandrel according to the invention is characterized by the features which are reproduced in the characterizing part of the main claim.

Det uppfinningsenliga centreringsdonet medför fördelar i form av en billig samt driftsäker anordning med lång livslängd som möjliggör snabba inställningningsänd ringar när verktygsmaskinen skall användas till bearbetning av arbetsstycken med andra dimensioner.The centering device according to the invention offers advantages in the form of a cheap and reliable device with a long service life which enables rapid setting changes when the machine tool is to be used for machining workpieces with other dimensions.

Dornen kan finnas i flera exemplar och i olika dimensioner anpassade till olika arbetsstyckens dimensioner.The mandrel can be available in several copies and in different dimensions adapted to the dimensions of different workpieces.

Det kan noteras att en uppfinningsenliga dornen har enligt en utföringsform ett arbetsområde på 13 millimeter medan en jämförbar konventionell dorn som finns på marknaden idag beroende på sin konstruktion har ett diametralt arbetsområde på enbart några tiondels millimeter. .lämförs arbetsområdet för respektive lösning inses att en uppfinningsenlig dorn kan ersätta ett stort antal konventionella dornar, vilket medför stora investeringsvinster.It can be noted that according to an embodiment, a mandrel according to the invention has a working range of 13 millimeters, while a comparable conventional mandrel which is on the market today due to its construction has a diametrical working range of only a few tenths of a millimeter. If the working area is provided for each solution, it will be appreciated that a mandrel according to the invention can replace a large number of conventional mandrels, which entails large investment gains.

Ett annat ändamål är att åstadkomma en förhållandevis enkel och billig centreringsanordning vilken enligt en fördelaktig utföringsform av uppfinningen sker genom att tryckmediet som utnyttjas är tryckluft vilket väsentligt reducerar tätningskraven hos anordningen samtidigt som den kan göras förhållandevis snabbt och enkelt utbytbar.Another object is to provide a relatively simple and inexpensive centering device which according to an advantageous embodiment of the invention takes place in that the pressure medium used is compressed air which substantially reduces the sealing requirements of the device at the same time as it can be made relatively quickly and easily replaceable.

Den uppfinningsenliga dornens ytterligare särdrag och fördelar framgår av den bifogade beskrivningen av ett utföringsexempel.The further features and advantages of the mandrel according to the invention appear from the attached description of an exemplary embodiment.

Beskrivningen görs med hänvisning till de bifogade figurerna. 10 15 20 25 30 35 såsen ifaa Figurförteckning.The description is made with reference to the attached figures. 10 15 20 25 30 35 the sauce according to Figure list.

Figur 1 visar schematiskt ett längdsnitt av en uppfinningsenlig dorn vertikalt monterad vid en verktygsmaskin.Figure 1 schematically shows a longitudinal section of a mandrel according to the invention mounted vertically to a machine tool.

Figur 2 visar ett radiellt tvärsnitt A-A av dornens centreringsenhet enligt figur 1.Figure 2 shows a radial cross-section A-A of the centering unit of the mandrel according to figure 1.

Beskrivning av ett utföringsexempel. l figur 1 visas en anordning för invändig centrering och uppspänning av två arbetsstycken för bearbetning vid en verktygsmaskin, företrädesvis för fräsning av kugghjul. Anordningen utgörs av en verktygsmaskin 1 med ett icke roterande uppspänningsdon 13 (fortsättningsvis benämnd dorn) bestående av en grundenhet 14, en centreringsenhet 24 och en fastspänningsenhet 39. Maskinen 1 innefattar även en fixtur 41 anbringad på ett av verktygsmaskinen 1 uppburet fixturbord 42 mot vilken fixtur 41 två arbetsstycken 48,49 fastspänns i avsikt att bearbetas, på i och för sig känt sätt, av här ej återgivna skärverktyg drivna av verktygsmaskinen 1. l figur 1 återges schematiskt ett pneumatiskt system för dornens 13 manövrering vid centrering, uppspänning och lossning av de båda arbets- styckena 48,49. Av tydlig hetsskäl är i figur 1 endast detaljer tillhörande den uppfinningsenliga dornen 13 snittmarkerade.Description of an embodiment. Figure 1 shows a device for internal centering and clamping of two workpieces for machining at a machine tool, preferably for milling gears. The device consists of a machine tool 1 with a non-rotating clamping device 13 (hereinafter referred to as a mandrel) consisting of a basic unit 14, a centering unit 24 and a clamping unit 39. The machine 1 also comprises a fixture 41 mounted on a fixture table 42 supported by the machine tool 1 against which fixture 41 two workpieces 48,49 are clamped in order to be machined, in a manner known per se, by cutting tools not shown here driven by the machine tool 1. Figure 1 schematically shows a pneumatic system for the operation of the mandrel 13 during centering, clamping and loosening of the both workpieces 48.49. For reasons of clarity, in Figure 1 only details belonging to the mandrel 13 according to the invention are marked in section.

I det pneumatiska systemet ingår ett tryckluftsaggregat 2 som medelst en första ledning 6 förbinds med en ventil 3 via en tryckregulator 10, en fuktavskiljande enhet 11 samt en dimoljeenhet 12 för tillsättning av smörjmedel till tryckluften. En andra ledning 7 förbinder ventilen 3 med en övre respektive nedre kammare 26,27 vilka fortsättningsvis benåmnes första kammare och är anordnade i centreringsenheten 24. En tredje ledning 8 förbinder ventilen 3 med en andra central kammare 28 vilken även den är anordnad i centreringsenheten 24. Den andra respektive tredje ledningen 7,8 genomlöper grundenheten 14 till centrerings- enheten 24. Ventilen 3 har en fjärde anslutning 9 till atmosfärstryck och styrs av en styrenhet 4 som tar emot signaler på ett ledningsknippe 5 från (fl i... ) CLJ) 10 15 20 25 30 35 en mängd olika givare (ej visade här) och styr centrerings- och fastspänningsförloppet enligt en förbestämd sekvens.The pneumatic system includes a compressed air unit 2 which by means of a first line 6 is connected to a valve 3 via a pressure regulator 10, a moisture-separating unit 11 and a dim oil unit 12 for adding lubricant to the compressed air. A second line 7 connects the valve 3 to an upper and lower chamber 26, 27, which are hereinafter referred to as the first chamber and are arranged in the centering unit 24. A third line 8 connects the valve 3 to a second central chamber 28 which is also arranged in the centering unit 24. The second and third lines 7, 8, pass through the base unit 14 to the centering unit 24. The valve 3 has a fourth connection 9 to atmospheric pressure and is controlled by a control unit 4 which receives signals on a line bundle 5 from (fl in ...) CLJ) A variety of sensors (not shown here) and control the centering and clamping process according to a predetermined sequence.

Dornens 13 grundenhet 14 är vrid bart lagrad och axiellt säkrad vid verktygsmaskinen 1 och består av en övre del 15 samt en nedre del 16. En viss axiell relativrörelse är möjlig mellan dessa båda delar 15,16. Den nedre delen 16 påverkas mot sitt i figur 1 visade övre ändläge medelst ett fjäderelement 17 som omsluter övre delen av en i delen 15 förskjutbart lagrat och i delen 16 fäst styrpinne 18. Genom stöd mot dels en övre ansats 19 på pinnen 18 dels en övre yta 20 på delen 15 trycker fjädern 17 delen 16 till anliggning mot delen 15. Den andra respektive tredje ledningen 7,8 som genomlöper grundenheten 14 är på i och för sig känt sätt utrustade med tätningselement 21 avsedda att förhindra läckage vid delningsplanet mellan de båda delarna 15,16 när dessa är förskjutna från varandra i axiell led. Tätningselementen 21 är med fördel utformade som hylsor fast _ anordnade i endera delen 15,16 samt förskjutbart lagrade vid den andra delen.The base unit 14 of the mandrel 13 is rotatably mounted and axially secured to the machine tool 1 and consists of an upper part 15 and a lower part 16. A certain axial relative movement is possible between these two parts 15,16. The lower part 16 is actuated towards its upper end position shown in figure 1 by means of a spring element 17 which encloses the upper part of a guide pin 18 displaceably mounted and fastened in the part 16. By support against an upper shoulder 19 on the pin 18 and an upper surface 20 of the part 15, the spring 17 presses the part 16 into abutment against the part 15. The second and third conduits 7, 8 which pass through the basic unit 14 are in a manner known per se equipped with sealing elements 21 intended to prevent leakage at the dividing plane between the two parts. 15,16 when these are offset from each other in the axial direction. The sealing elements 21 are advantageously designed as sleeves fixedly arranged in either part 15, 16 and slidably mounted at the other part.

Dornens 13 centreringsenhet 24 är löstagbart fäst vid grundenheten 14 medelst ett antal fästorgan 23 som enligt denna utföringsform utgörs av ett antal skruvförband.The centering unit 24 of the mandrel 13 is detachably fastened to the basic unit 14 by means of a number of fastening means 23 which according to this embodiment consist of a number of screw connections.

Centreringsenheten 24 innefattar en cylinder 25 vilken avdelas i ovan nämnda första och andra kammare 26,27,28 av två i axiell led rörliga tryckkolvar 32,33. Den övre kolven 32 benämnes första tryckkolv och avskiljer den övre kammaren 26 från den andra centrala kammaren 28 medan den nedre kolven 33 benämnes andra tryckkolv och avskiljer den nedre kammaren 27 från den andra centrala kammaren 28. De båda tryckkolvarna 32,33 har samma principiella utformning men är spegelvända.The centering unit 24 comprises a cylinder 25 which is divided into the above-mentioned first and second chambers 26,27,28 by two axially movable pressure pistons 32,33. The upper piston 32 is called the first piston and separates the upper chamber 26 from the second central chamber 28 while the lower piston 33 is called the second piston and separates the lower chamber 27 from the second central chamber 28. The two pistons 32, 33 have the same basic design but are mirror-inverted.

Vidare ärtryckkolvarna 32,33 försedda med ett antal lutande plan 36 avsedda att påverka ett antal centreringsorgan 34,35 att centrera mot arbetsstyckena 48,49. Planen 36 är jämnt fördelade längs respektive kolvs 32,33 omkrets (se figur 2). Enligt den i exemplet beskrivna utförings- formen är varje kolv 32,33 utformad med tre dylika plan 36. Varje plan 36 är försett med ett spår 37 i respektive plans 36 axiella längd riktning med 10 15 20 25 30 35 (IT CD CD _; U\ Ü\ vilket spår ett centreringsorgan 34,35 samverkar för att möjliggöra axiell rörlighet men radiell säkring relativt kalvarna 32,33. Centreringsorganen 34,35 är företrädesvis utformade som cylindriska tappar. I detta exempel är således centreringsen heten 24 försedd med sex stycken centrerings- tappar 34,35. De tappar 34 som är anordnade vid den första kolven 32 kan sägas utgöra en första grupp och de tappar 35 som är anordnade vid den andra kolven 33 kan sägas utgöra en andra grupp centreringstappar.Furthermore, the pressure pistons 32,33 are provided with a number of inclined planes 36 intended to actuate a number of centering means 34,35 to center against the workpieces 48,49. The planes 36 are evenly distributed along the circumference of the respective piston 32,33 (see Figure 2). According to the embodiment described in the example, each piston 32,33 is formed with three such planes 36. Each plane 36 is provided with a groove 37 in the axial longitudinal direction of each plane 36 with 10 15 20 25 30 35 (IT CD CD _; The groove of a centering member 34,35 cooperates to enable axial movement but radial securing relative to the calves 32,33 The centering members 34,35 are preferably designed as cylindrical pins. The pins 34 arranged at the first piston 32 can be said to constitute a first group and the pins 35 arranged at the second piston 33 can be said to constitute a second group of centering pins.

Spåret 37 kan naturligtvis ersättas med någon annan form av formfast samverkan där tapparna 34,35 tillåts röra sig i ett normalplan till respektive lutande plan 36 när tryckkolvarna 32,33 förskjuts i dornens 13 axiella längdriktning. Centreringstapparna 34,35 tillåts att röra sig i ett relativt dornens 13 centralaxel radiell led genom ett respektive härför avsett hål 38 i centreringsenhetens 24 vägg.The groove 37 can of course be replaced by some other form of dimensional cooperation where the pins 34,35 are allowed to move in a normal plane to the respective inclined plane 36 when the pressure pistons 32,33 are displaced in the axial longitudinal direction of the mandrel 13. The centering pins 34,35 are allowed to move in a radial direction relative to the central axis of the mandrel 13 through a respective hole 38 in the wall of the centering unit 24.

I varje kammare 26,27,28 finns ett väggfast stopporgan 29,30,31 anordnat. Stopporganen 29,30,31 utgörs enligt denna utföringsform av tappat För fastspänning och låsning av arbetsstyckena 48,49 är dornen 13 försedd med ovannämnda fastspänningsenhet 39, här i form av en spännklocka.In each chamber 26,27,28 a wall-mounted stop member 29,30,31 is arranged. According to this embodiment, the stop means 29,30,31 consist of tapped For clamping and locking of the workpieces 48,49, the mandrel 13 is provided with the above-mentioned clamping unit 39, here in the form of a clamping bell.

Genom påverkan av en i verktygsmaskinen 1 anordnad här ej visad hydraulcylinder kan spännklockan 39 styras till fastspänning eller lossning av arbetsstyckena 48,49 genom nedsänkning av dornen 13 mot fixtur- bordet 42. Spännklockan 39, som i axiell led spänner fast de båda arbetsstyckena 48,49 mot fixturen 41, är löstagbart fästad vid centreringsenheten 24. lordningställande av verkygsmaskinen tillgår påföljande i och för sig kända sätt: Dornens 13 grundenhet 14 anbringas och säkras mot axiell rörelse vid verktygsmaskinen 1 på något känt sätt (ej visat här),detta sker vanligtvis endast vid nyinstallastion. Därefter anbringas dornens 13 centrerings- enhet 24 vilken säkras vid grundenheten 14 medelst skruvförbanden 23.By actuating a hydraulic cylinder not shown here in the tool machine 1, the clamping clock 39 can be controlled for clamping or loosening the workpieces 48,49 by lowering the mandrel 13 against the fixture table 42. The clamping clock 39, which clamps the two workpieces 48 in the axial direction, 49 against the fixture 41, is releasably attached to the centering unit 24. The arrangement of the machine tool is as follows: The base unit 14 of the mandrel 13 is mounted and secured against axial movement by the machine tool 1 in any known manner (not shown here), this usually takes place only for new installation. Thereafter, the centering unit 24 of the mandrel 13 is attached, which is secured to the base unit 14 by means of the screw connections 23.

Grundenheten 14 är försedd med ett utskjutande koniskt styrparti 22 och centreringsen heten 24 är försedd med ett härmed samverkande koniskt urtag. Arrangemanget underlättar för centreringsenheten 24 att styras till 10 15 20 25 30 en centrerad position som är korrekt relativt dornens 13 centralaxel och därmed även relativt det vid verktygsmaskinen 1 fästade här ej visade verktyget.The base unit 14 is provided with a projecting conical guide portion 22 and the centering unit 24 is provided with a conical recess cooperating therewith. The arrangement facilitates for the centering unit 24 to be guided to a centered position which is correct relative to the central axis of the mandrel 13 and thus also relative to the tool not shown here attached to the machine tool 1.

Därefter anbringas arbetsstyckena 48,49 på fixtu ren 41. Det övre arbetsstycket 48 är avsett att centreras av den första gruppen centrerings- tappar 34 och det nedre arbetsstycket 49 är avsett att centreras av den andra gruppen centreringstappar 35.Thereafter, the workpieces 48,49 are applied to the fixture 41. The upper workpiece 48 is intended to be centered by the first group of centering pins 34 and the lower workpiece 49 is intended to be centered by the second group of centering pins 35.

Den ovan beskrivna arbetsgången kan naturligtvis varieras om så önskas.The workflow described above can of course be varied if desired.

Som nästa steg sänks hela dornen 13 ned mot och in genom arbets- styckena 48,49 medelst en i verktygsmaskinen 1 anordnade hydraul- cylindern till det i figur 1 visade läget. Detta läge definieras av att spännklockan 39 ej spänner mot det övre arbetsstycket 48 men att de båda grupperna av centreringstappar 34,35 befinner sig i position att radiellt spänna mot respektive arbetsstycke 48,49.As the next step, the entire mandrel 13 is lowered down towards and in through the workpieces 48,49 by means of a hydraulic cylinder arranged in the tool machine 1 to the position shown in figure 1. This position is defined by the fact that the clamping clock 39 does not clamp against the upper workpiece 48 but that the two groups of centering pins 34,35 are in a position to radially clamp against the respective workpiece 48,49.

Att korrekt läge uppnåtts avkänns av i och för sig kända och här ej återgivna positionsgivare som via styrenheten 4 samverkar med det hydraulsystem hos verktygsmaskinen 1 som åstadkommer förskjutningsrörelsen.That the correct position has been achieved is sensed by position sensors known per se and not reproduced here, which via the control unit 4 cooperate with the hydraulic system of the machine tool 1 which causes the displacement movement.

Den uppfinningsenliga dornen 13 centrerar därefter de båda arbetsstyckena 48,49 enligt följande: Dornen 13 trycksätts via den första ledningen 6 från tryckluftsaggregatet 2 till ventilen 3 som i ett primärläge vidareförmedlar trycket till den andra ledningen samtidigt som den tredje ledningen 8 förbinds med atmosfärstryck via ventilens fjärde anslutning 9. Trycket leds vidare genom den andra ledningen 7 som genomlöper grundenheten 14till centreringsenheten 24 där således respektive första kammare 26,27 trycksätts. De båda tryckkolvarna 32,33 påverkas därmed att röra sig axiellt mot varandra varvid centreringstapparna 34,35 påverkas av de lutande planen 36 att röra sig radiellt utåt i respektive hål 38 och därmed centrerande spänna mot arbetsstyckena 48,49. 10 15 20 25 30 35 Det tredje stopporganet 31 som är anordnat i den andra centrala kammaren 28 förhindrar de båda kolvarna 32,33 att komma i kontakt med varandra vilket skulle medföra att den tredje ledningens 8 anslutning till den andra kammaren 28 skulle blockeras.The mandrel 13 according to the invention then centers the two workpieces 48,49 as follows: The mandrel 13 is pressurized via the first line 6 from the compressed air unit 2 to the valve 3 which in a primary position transmits the pressure to the second line while the third line 8 is connected to atmospheric pressure via the valve fourth connection 9. The pressure is passed on through the second line 7 which passes through the basic unit 14 to the centering unit 24, where the respective first chamber 26, 27 is thus pressurized. The two pressure pistons 32,33 are thereby actuated to move axially towards each other, the centering pins 34,35 being actuated by the inclined planes 36 to move radially outwards in respective holes 38 and thereby centering clamp against the workpieces 48,49. The third stop means 31 arranged in the second central chamber 28 prevents the two pistons 32, 33 from coming into contact with each other, which would cause the connection of the third line 8 to the second chamber 28 to be blocked.

Centreringstapparna 34,35 inom respektive grupp förflyttas samma sträcka utåt genom de lutande planens 36 lika utformning vilket medför att respektive arbetsstycke 48,49 centreras relativt dornens 13 axiella centrumlinje. Den första gruppens tappar 34 behöver dock nödvändigtvis ej förflyttas samma sträcka som den andra gruppens tappar 35 eftersom de båda kolvarna 32,33 påverkas av samma tryck kan de i och för sig erhålla olika axiell förskjutning. Detta medför i sin tur att de båda arbetsstyckena 48,49 ej behöver ha samma innerdiameter då tryck- kolvarna 32,33 tillåts att förskjuta respektive grupp av centreringstappar 34,35 olika långt. De båda kolvarna 32,33 är styrda av samma tryckkälla 2 och kommer därför alltid att centrera de båda arbetsstyckena 48,49 oberoende av varandra och med samma totala centreringskraft.The centering pins 34,35 within each group are moved the same distance outwards through the equal design of the inclined planes 36, which means that the respective workpiece 48,49 is centered relative to the axial centerline of the mandrel 13. However, the pins 34 of the first group do not necessarily have to be moved the same distance as the pins 35 of the second group because the two pistons 32, 33 are affected by the same pressure, they can in themselves obtain different axial displacement. This in turn means that the two workpieces 48,49 do not have to have the same inner diameter as the pressure pistons 32,33 are allowed to displace each group of centering pins 34,35 different lengths. The two pistons 32,33 are controlled by the same pressure source 2 and will therefore always center the two workpieces 48,49 independently of each other and with the same total centering force.

När en tryckgivare avkänner att ett förbestämt tryck som representerar färdig centrering uppnåtts erhåller styrenheten 4 en signal härom. Denna avger därefter en signal till en magnetventilenhet 45, ingående i ett i figur 1 schematiskt återgivet i och för sig känt hydraulsystem 44, som påverkar hydraulcylindrarna 45,47. Dessa ombesörjer därvid att ett i fixturbordet anordnat griporgan 43 omgriper ett vid Centreringsenhetens 24 ena ände utformat midjeparti 40 samt att därefter medelst griporganet 43 hela centreringsenheten 24 förskjuts mot verkan av fjäderelementet 17 axiellt nedåt relativt grundenhetens övre del 15, så att spännklockan 39 spänner an mot det övre arbetsstycket 48. Härigenom kan arbetsstyckena 48,49 spännas fast mot fixturen 41 med önskad spännkraft.When a pressure sensor senses that a predetermined pressure representing the finished centering has been reached, the control unit 4 receives a signal to this effect. This then emits a signal to a solenoid valve unit 45, included in a hydraulic system 44 schematically represented per se in Figure 1, which actuates the hydraulic cylinders 45,47. These ensure that a gripping member 43 arranged in the fixture table encloses a waist portion 40 formed at one end of the Centering Unit 24 and that the entire centering unit 24 is then displaced by the gripping member 43 axially downwards relative to the upper part 15 of the base unit 15, so that the clamping bell 39 clamps against the upper workpiece 48. Hereby the workpieces 48,49 can be clamped against the fixture 41 with the desired clamping force.

Denna axiella spännkraft är betydligt större än den radiella centrerings- kraften vilket medför att centreringstapparna 34,35 kommer att glida något relativt respektive arbetsstyckes 48,49 inneryta.This axial clamping force is considerably larger than the radial centering force, which means that the centering pins 34,35 will slide slightly relative to the inner surface of the respective workpiece 48,49.

Centreringsenhetens 24 axiella förskjutning medför att grunden hetens 14 nedre del 16 också förskjuts medan den övre delen 15 kvarstannar på samma axiella nivå som tidigare genom dess fasta infästning vid verktygsmaskinen 1 som alltså ej sänks. Således sker alltså en viss axiell (Yi (If) (Q) 10 15 20 25 30 35 ..l..\ \__) \ tf; \ relativrörelse mellan grundenhetens 14 båda delar 15,16.The axial displacement of the centering unit 24 means that the lower part 16 of the base 14 is also displaced while the upper part 15 remains at the same axial level as before due to its fixed attachment to the machine tool 1 which is thus not lowered. Thus a certain axial (Yi (If) (Q) 10 15 20 25 30 35 ..l .. \ \ __) \ tf; relative movement between the two parts 15,16 of the basic unit 14.

Tätningselementen 21 förhindrar tryckluftsläckage i delningsplanet mellan dessa båda delar 15,16.The sealing elements 21 prevent compressed air leakage in the dividing plane between these two parts 15,16.

Under bearbetningsfasen drivs dornen av fixturbordet 42 vilket i sin tur drivs av en i verktygsmaskinen 1 anordnad motor. Vridkraften överförs från fixturbordet 42 till dornen 13 via fixturen 41, de mellan fixturen 41 och spännklockan 39 fastspända arbetsstyckena 48,49, till den vid dornen vridfast anordnade spännklockan 39.During the machining phase, the mandrel is driven by the fixture table 42, which in turn is driven by a motor arranged in the machine tool 1. The torque is transmitted from the fixture table 42 to the mandrel 13 via the fixture 41, the workpieces 48,49 clamped between the fixture 41 and the clamping bell 39, to the clamping bell 39 arranged in a rotationally fixed manner at the mandrel.

Dorrnens vridning kan ske antingen i steg eller steglöst beroende på typ av bearbetning.The rotation of the mandrel can take place either in steps or steplessly depending on the type of machining.

Enligt en möjlig alternativ utföringsform förflyttas det bearbetande verktyget runt arbetsstyckena 48,49 medan dornen 13 således är stilla och ej roterande.According to a possible alternative embodiment, the machining tool is moved around the workpieces 48,49 while the mandrel 13 is thus still and not rotating.

Efter avslutad bearbetning sker sedan lossningsförfarandet enligt följande: Styrenheten 4 erhåller antingen manuellt eller automatiskt signal om att bearbetningen är avslutad, varpå den avger signal till hydraulsystemet 44 som lossar och avlägsnar griporganet 43 från centreringsenhetens 24 midjeparti 40. Detta medför att fjäderelementet 17 påverkar gru nd- enhetens 14 nedre del 16 samt centreringsen heten 24 att åter föras till det i figur 1 visade läget varigenom spännklockan 39 lossar från det övre arbetsstycket 48. ventilen 3 styrs sedan av styrenheten 4 till ett sekundärläge där trycket vidareförmedlas till den tredje ledningen 8 samtidigt som den andra ledningen 7 förbinds med atmosfärstryck via ventilens fjärde anslutning 9.After completion of machining, the unloading procedure then takes place as follows: The control unit 4 receives either manually or automatically a signal that the machining has been completed, whereupon it signals to the hydraulic system 44 which loosens and removes the gripper 43 from the center portion 40 of the centering unit 24. the lower part 16 of the unit 14 and the centering unit 24 to be returned to the position shown in figure 1 whereby the clamping clock 39 detaches from the upper workpiece 48. the valve 3 is then controlled by the control unit 4 to a secondary position where the pressure is transmitted to the third line 8. the second line 7 is connected to atmospheric pressure via the fourth connection 9 of the valve.

Den andra centrala kammaren 28 trycksätts därmed medan trycket i de respektive första kamrarna 26,27 sjunker mot atmosfärstryck. De båda tryckkolvarna 32,33 påverkas således att förskjutas axiellt från varandra varvid centreringstapparna 34,35 på grund av den formfasta samverkan mellan de i planen 36 upptagna spåren 37 och respektive tapp 34,35 påverkas att förskjutas radiellt inåt, och därmed att lossa från respektive arbetsstycke 48,49. Det första respektive andra stopporganet 29,30 10 15 20 25 30 35 anordnade i respektive första kammare 26,27 förhindrar de båda tryckkolvarna 32,33 att returnera så långt att den andra ledningens 7 utlopp i respektive kammare 26,27 blockeras, vilket annars skulle kunna medföra att trycksättning av dessa kammare 26,27 omöjliggörs vid centrering av nästa arbetsstycke.The second central chamber 28 is thus pressurized while the pressure in the respective first chambers 26,27 drops towards atmospheric pressure. The two pressure pistons 32,33 are thus actuated to be displaced axially from each other, the centering pins 34,35 being caused to be displaced radially inwards, and thereby to disengage from the respective grooves 34,35 due to the dimensional interaction between the grooves 37 accommodated in the plane 36. workpiece 48.49. The first and second stop means 29, 30 arranged in the respective first chamber 26, 27 prevent the two pressure pistons 32, 33 from returning so far that the outlet of the second line 7 in the respective chamber 26, 27 is blocked, which would otherwise could make it impossible to pressurize these chambers 26,27 when centering the next workpiece.

Som ovan nämns utgörs enligt denna utföringsform de tre stopporganen 29,30,31 av väggfasta tappar vilket nödvändigtvis ej behöver vara fallet.As mentioned above, according to this embodiment, the three stop means 29, 30, 31 are constituted by wall-mounted pins, which does not necessarily have to be the case.

De kan alternativt bestå av exempelvis axiellt riktade tappar anordnade på respektive tryckkolv 32,33 eller väggfasta spärringar.They may alternatively consist of, for example, axially directed pins arranged on respective pressure pistons 32, 33 or wall-mounted barriers.

Enligt det ovan beskrivna förfarandet lossas gripdonet före centrerings- tapparna 34,35 vilket självfallet också kan ske i omvänd ordning.According to the method described above, the gripper is loosened before the centering pins 34,35, which of course can also be done in reverse order.

När styren heten 4 fått signal om att såväl griporganet 43 som centrerings- tapparna 34,35 lösgjorts från arbetsstyckena 48,49 lämnas en signal till hydraulsystemet 44 för påverkan av en däri ingående hydraulcylinder för dornens 13 axiella förskjutning. Som ett avslutande steg höjs därigenom hela dornen 13 upp medelst hydraulcylindern så att arbetsstyckena 48,49 kan avlägsnas och nya arbetsstycken kan anbringas på fixturen 41 för bearbetning.When the control unit 4 has received a signal that both the gripping means 43 and the centering pins 34,35 have been detached from the workpieces 48,49, a signal is provided to the hydraulic system 44 for actuating a hydraulic cylinder included therein for the axial displacement of the mandrel 13. As a final step, the entire mandrel 13 is thereby raised by means of the hydraulic cylinder so that the workpieces 48,49 can be removed and new workpieces can be applied to the fixture 41 for machining.

Den uppfinningsenliga dornens främsta fördel gentemot kända lösningar är att samma dorn 13 alternativt centreringsenhet 24 kan användas för centrering av olika arbetsstycken med dimensioner som varierar inom relativt vida gränser. Hos dagens dornar styrs ofta centreringstapparna av mekaniska fjädrar vilka har som egenskap att kraft/deformations- förhållandet är linjärt endast inom ett mycket begränsat förskjutnings- intervall vilket endast utgör en mindre del av det totala intervallet. Den uppfinningsenliga dornen som styrs av tryckluft påverkas däremot av samma kraft oavsett förskjutning vilket möjliggör fullgod centrering inom hela det diameterintervall som tapparna 34,35 kan förskjutas.The main advantage of the mandrel according to the invention compared to known solutions is that the same mandrel 13 or centering unit 24 can be used for centering different workpieces with dimensions which vary within relatively wide limits. In today's mandrels, the centering pins are often controlled by mechanical springs which have the property that the force / deformation ratio is linear only within a very limited displacement interval, which only constitutes a small part of the total interval. The mandrel according to the invention, which is controlled by compressed air, is on the other hand affected by the same force regardless of displacement, which enables adequate centering within the entire diameter range in which the pins 34,35 can be displaced.

Båda arbetsstyckena 48,49 enligt det ovan beskrivna utföringsexemplet påverkas sålunda av samma tryckkälla 2 vilket gör att de centreras oberoende av varandra med samma kraft även om de har olika innerdiameter. Således kan man enligt den beskrivna utföringsformen exempelvis centrera ett enda arbetsstycke medelst den andra gruppen (Il (ÅÜ) (L) 10 15 20 25' 30 _. A (Ä (_P- 10 centreringstappar 35 utan att centreringsnoggrannheten påverkas.Both workpieces 48,49 according to the above-described embodiment are thus actuated by the same pressure source 2, which means that they are centered independently of each other with the same force even if they have different inner diameters. Thus, according to the described embodiment, one can, for example, center a single workpiece by means of the second group (II (ÅÜ) (L) 10 15 20 25 '30 _. A (Ä (_P - 10 centering pins 35 without affecting the centering accuracy.

Detta är ej möjligt när centreringstapparna påverkas av mekaniska fjädrar.This is not possible when the centering pins are affected by mechanical springs.

Om man önskar bearbeta ett nytt arbetsstycke där dimensionerna skiljer så mycket från tidigare arbetsstycken att dornen ej klarar av centreringen kan de skruvförband 23 som håller centreringsenheten 24 vid grund- enheten 14 snabbt lossas och varpå denna första centreringsen het ersätts av en annan centreringsen het med ett arbetsområde som klarar av det nya arbetsstycket.If it is desired to machine a new workpiece where the dimensions differ so much from previous workpieces that the mandrel cannot handle the centering, the screw joints 23 holding the centering unit 24 at the base unit 14 can be quickly loosened and then this first centering unit is replaced by another centering unit with a work area that can handle the new workpiece.

Hela centreringsdonet 13 behöver således ej bytas utan grundenheten 14 förblir fixerad vid verktygsmaskinen 1. De ekonomiska och hanterings- mässiga fördelarna med uppfinningen ter sig därmed uppenbara.The entire centering device 13 thus does not need to be replaced, but the basic unit 14 remains fixed to the machine tool 1. The economic and handling advantages of the invention thus appear obvious.

Genom att centreringen och fastspänningen sker med hjälp av ett pneumatiskt i stället för hydrauliskt system undviks tömning och påfyllning av systemet vid dylika byten samtidigt som tätningskraven sänks betydligt.By centering and clamping with the help of a pneumatic instead of hydraulic system, emptying and filling of the system during such changes is avoided at the same time as the sealing requirements are significantly reduced.

En ytterligare stor fördel hos den uppfinningsenliga dornen gentemot kända lösningar är att ett visst övertryck alltid finns i den andra centrala kammaren 28. När den tredje ledningen 8 är ansluten till atmosfärstryck och de respektive första kamrarna 26,27 är trycksatta uppstår ett läckflöde mellan cylinderns 25 vägg och respektive tryckkolv 32,33. Det övertryck som då uppstår i den andra centrala kammaren 28 medför ett ytterligare läckflöde genom spalten mellan hålens 38 väggar och respektive centreringstapp 34,35.A further great advantage of the mandrel according to the invention compared to known solutions is that a certain overpressure is always present in the second central chamber 28. When the third line 8 is connected to atmospheric pressure and the respective first chambers 26, 27 are pressurized, a leakage flow occurs between the cylinder 25 wall and respective pressure piston 32.33. The overpressure which then arises in the second central chamber 28 causes an additional leakage flow through the gap between the walls of the holes 38 and the respective centering pin 34,35.

Härigenom försvåras avsevärt för smuts att tränga in i centreringsenheten 24 via nämnda spalt vilket annars är vanligt hos konventionella lösningar.This makes it considerably more difficult for dirt to penetrate into the centering unit 24 via said gap, which is otherwise common in conventional solutions.

När den andra centrala kammaren 28 är trycksatt uppstår givetvis ett större läckflöde genom spalten.When the second central chamber 28 is pressurized, a greater leakage flow naturally occurs through the gap.

Detta medför minskat slitage på domens vitala delar och därmed ökad livslängd. 10 15 11 Fuktavskiljaren 11 och dimoljeenheten 12 bidrar också till ökad livslängd genom att förhindra vatten från att tränga in samt att Smörjmedel hela tiden tillförs tryckluften varigenom risken för slitage och korrosion på de båda tryckkolvarna 32,33 samt cylinderns 25 vägg reduceras avsevärt.This leads to reduced wear on the vital parts of the judgment and thus increased service life. The humidity separator 11 and the dim oil unit 12 also contribute to increased service life by preventing water from penetrating and that Lubricant is constantly supplied with the compressed air, whereby the risk of wear and corrosion on the two pressure pistons 32, 33 and the wall of the cylinder 25 is considerably reduced.

Enligt en alternativ utföringsform har dornen horisontal orientering.According to an alternative embodiment, the mandrel has a horizontal orientation.

Det kan då också vara önskvärt att domens båda axiella ändar är roterbart lagrade vid verktygsmaskinen, exempelvis om dornen roterar med hög hastighet under bearbetning. För att då möjliggöra för arbetsstycket, eller arbetsstyckena, att monteras på dornen är centreringsenheten helt separerbar i två åtskilda delar, lämpligen i ett plan genom den andra kammaren.It may then also be desirable that the two axial ends of the mandrel are rotatably mounted at the machine tool, for example if the mandrel rotates at high speed during machining. In order to then enable the workpiece, or workpieces, to be mounted on the mandrel, the centering unit is completely separable into two separate parts, suitably in a plane through the second chamber.

Den i exemplet ovan beskrivna utföringsformen avser centrering av två arbetsstycken. Detta antal kan självfallet varieras då samma fördelar ernås så länge varje arbetsstycke påverkas av en enda tryckkolv och att samtliga tryckkolvar påverkas av samma pneumatiska tryck.The embodiment described in the example above relates to centering of two workpieces. This number can of course be varied as the same advantages are achieved as long as each workpiece is affected by a single pressure piston and that all pressure pistons are affected by the same pneumatic pressure.

Claims

(fl (f) 10 15 20 30 35 (IW LJ \ Claim Claim.

1.) Device for centering at least one workpiece (48,49) at a machine tool (1), which device comprises a clamping device (13) with centering means (34,35) located substantially symmetrically about a center axis, which are connected to a pressure source (2) for centering the workpiece (48,49) depending on its pressure medium, which pressure source (2) has a line connection (6,7,8) with a first and a second chamber (26,27,28) located on each sides of at least one piston (32,33), which depending on the pressure in the respective chamber (26,27,28) can be displaced by a cylinder (25) arranged in the clamping device (13), which piston (32,33) has a motion-transmitting connection with at least one centering means (34,35) for both radial inward and outward movement relative to the center axis of the clamping device (13), the radial inward and outward movement necessary for the centering means (3435) being provided by the pressure medium, characterized in that the pressure medium is compressed air and that the displaceable bearing of the piston (3233) in the cylinder (25) allows compressed air leakage between the first and second chambers (26,27,28) so that in operation both chambers (26,27,28) have a certain overpressure relative to atmospheric pressure.

2. A device according to claim 1, characterized in that the centering means (3435) are arranged in holes connecting the cylinder (25) to the environment and in such a way that a certain compressed air leakage is allowed from the cylinder (25) to the environment.

Device according to one of Claims 1 or 2, characterized in that the compressed air system comprises both a moisture-separating unit (1 1) and a dim oil unit (12) for the addition of lubricant to the compressed air.

4.) Device according to any one of claims 1-3, characterized in that the centering means (3435) are located in a first and a second normal plane relative to the center axis and are actuated by a first and a second piston arranged symmetrically about the center axis (3233). ) between which pistons (32,33) a common second chamber (28) is delimited which is pressurized after centering. 10 15 20 f tenn tas 13

Device according to any one of claims 1-4, wherein the mandrel (13) comprises a clamping unit (39) driven by a hydraulic system, characterized in that both the compressed air and the hydraulic system are controlled by an electric control unit (4) and depending on a number of input signals controls the centering and clamping process in a predetermined sequence.

Device according to any one of claims 1-5, wherein the clamping device (13) is a mandrel with a base unit (14) fixed to the machine tool (1) and a centering unit (24) detachably mounted to the base unit (14) comprising the centering means (3435), which units (14,24) have cooperating abutment points relative to the center axis, characterized in that said units (14,24) also have common abutment points for connection of pressure-transmitting channels (7,8) arranged in connection with the respective unit (14,24). .

Device according to one of Claims 1 to 6, characterized in that the motion-transmitting connection between the centering means (34, 35) and the piston (3233) consists of a form-bonded groove interaction in which the piston (3233) is formed with a groove directed obliquely towards the center axis. (37) for each centering means (3435).