SE9200964A0 - Verktygsmaskin - Google Patents

Description

som inte är försumbar, i synnerhet i fallet med stora metallplå- tar; såsom en indikation på detta är det tillräckligt att förstå att stansningsmaskiner som för närvarande är tillgängliga på marknaden kan hantera metallplåtar av 2500 x 2500 x 6 mm, vilka kan väga 175 kg om de är av stál.

Ytterligare en nackdel med kulbord, vilken nackdel är lika all- varlig som friktionen när det gäller precisionen, är att kulorna under stansning utgör lokala punktstöd som t.o.m. kan motsvara områden som redan stansats. Förlust av och àterupprättande av kontakten mellan kulan och metallplåten i det stansade området förorsakar en okontrollerad störning i metallplàtens lägesin- ställningsnoggrannhet pá bordet.

Syftet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en verktygs- maskin av inledningsvis angivet slag i vilken metallplåten under- kastas noll friktion eller endast försumbar friktion, och i synnerhet inte utsätts för nâgra okontrollerade störningar genom förlust av och áterupprättande av kontakten mellan kulan och metallplåten i stansningsomrâdet, under dess förflyttning med hjälp av det numeriskt styrda systemet.

För uppnående av detta syfte föreslås enligt föreliggande uppfin- ning att verktygsmaskinen innefattar arbetsstycksförflyttnings- och lägesinställningsorgan uppburna pà ramen så att de är rörliga i ett plan som är vinkelrätt mot verktygsförflyttningsaxeln för förflyttning och lägesinställning av arbetsstycket som skall bearbetas, under det att arbetsstycket är upphängt.

Vid en stansmaskin enligt uppfinningen har kulbordet fullständigt eliminerats eftersom metallplàten är upphängd.

Vid en föredragen utföringsform är metallplàten upphängd verti- kalt och är ett stödjande eller uppbärande bord fullständigt onödigt. to 0000 C 0 00004 Q O 3 vid en annan föredragen utföringsform är metallplàten upphängd under det att den vilar i ett subvertikalt läge pà en yta vilken, givet det försumbara värdet av den komponent av metallplátens vikt som stödjer däremot, är helt jämn. I praktiken har denna subvertikala stödyta den enda funktionen av att definiera ett styrplan för att förhindra metallplåten från att svänga i rikt~ ningen vinkelrät mot dess plan, vilket är uteslutande till fördel för precisionen.

Dessa särdrag och fördelar med verktygsmaskinen enligt förelig- gande uppfinning kommer att förklaras tydligare i den följande beskrivningen i förening med de bifogade ritningarna på vilka samma hänvisningssiffror betecknar samma eller liknande element eller sektioner genom alla dess figurer. På ritningarna visar: Fig. 1 en schematisk planvy från sidan och delvis i tvärsnitt av en stansmaskin enligt en första utföringsform av uppfinningen, fig. 2 en schematisk planvy från sidan och delvis i tvärsnitt av en stansmaskin enligt en andra utföringsform av uppfinningen, fig. 3 en schematisk planvy, delvis i tvärsnitt, av en stansmaskin enligt en tredje utföringsform av uppfin- ningen, och fig. 4 en schematisk planvy, delvis i tvärsnitt, av en stansmaskin enligt en fjärde utföringsform av uppfin- ningen.

Med hänvisning till fig. 1, innefattar en stansmaskin enligt föreliggande uppfinning en kraftig ram, allmänt betecknad med 210. Ramen 210 innefattar en basplát 212 för fastsättning vid golvet, och en U-formad gaffel, allmänt betecknad med 2141.

Gaffeln eller oket 214 utgöres av ett nedre tvärstycke 216 stadigt uppburet av baspláten 212, och ett par av uppåt riktade 0 00 01 0! 0 0 i 0 0 a n 0 u 000 00: n o 00 00 n 0 0 0 000 0 i I OOII IDO J I 0 i 0000 I 0 00 OI 00 00 0000 00 armar 218 och 220 vilka däremellan avgränsar ett bearbetninga- utrymme S1 som vid nederdelen är förlängt med hjälp av ett centralt spår eller en central skåra 222.

Nära dess fria ände uppbär armen 218 en fluidumcylinder 224 med en horisontell axel (eller ett flertal fluidumcylindrar av denna typ). En kolv 226 är rörlig i horisontell led i cylindern 224.

Kolven 226 är försedd med en kolvstång 228 som i sin tur skjuter eller trycker mot ett verktyg 230 som utgöres av åtminstone en konventionell enhet innefattande en stans och en respektive plåt- hàlltarring styrda i sitt säte som är fixerat relativt armen 218.

Mekaniska/elektriska organ av något lämpligt slag skulle kunna utnyttjas i stället för en fluidumcylinder såsom elementet för alstrande av stanskraften.

Ett dynverktyg 234 är monterat nära den fria änden av den andra armen 222 och är inriktat i linje med stansverktyget 230 och sam- verkar därmed. Dynverktyget 234 utgöres likaledes av åtminstone en konventionell enhet som innefattar åtminstone en stansdyna.

I en praktisk lösning kan verktygen 230, 234 ersättas av ett flertal automatiskt och snabbt utbytbara verktyg, monterade på roterande revolverhuvuden. exempelvis Såsom framgår av fig. 1 är de två verktygen 230 och 234 placerade ett på vardera sidan om bearbetningsutrymmet S, och den under- liggande skàran 222, och samverkar de utmed en horisontell axel A10 Armen 220 är förlängd uppåt av en pelare 236 som uppbär en grip- och förflyttningsenhet, allmänt betecknadtmed hänvisningssiffran 238, vid sin överdel.

I praktiken innefattar grip- och förflyttningsenheten 238 ett par av slider eller slädar av vilka en, betecknad med 240, är rörlig i vertikal led utmed styrningar 242 på pelaren 236, vilka styr släden 240. Den horisontella släden 244 uppbär ett eller flera i linje inriktade klämdon 246 vilka öppnar i riktning nedàt.

Under stansmaskinens arbete griper och håller klämdonen 246 den övre kanten av ett arbetsstycke W av metallplåt, vilket skall stansas. Arbetsstycket W förblir således upphängt med dess plan sammanfallande med det yttre planet, beteoknad med M1, för dynan 234, vilket även är centrumplanet för den underliggande skaran 222.

De två slädarnas 240 och 244 rörelser äger rum under en numerisk styrning, så att arbetsstycket W av metallplåt varje gång är placerat motsvarande dess områden som skall stansas.

Det är uppenbart att under dessa rörelser utmed de horisontella och vertikala axlarna förblir arbetsstycket W i centrumplanet eller mittplanet M, och utsätts det inte för någon friktion eftersom det är fritt upphängt. Rörelserna utmed de två axlarna, från en position till en annan, kan således äga rum mycket snab- bare än när varje metallplåtstycke vilar horisontellt på ett kul- bord. Tack vare frånvaron av kulorna hindras vidare inte dessa rörelser.

Den andra utföringsformen som illustreras i fig. 2 kommer nu att beskrivas. I denna figur är de delar som är desamma som eller liknande de enligt fig. 1 betecknade med samma hänvisningssiff- ror, och beskrivningen därav kommer inte att upprepas förutom för att understryka skillnaderna i förhållande till fig. 1.

Stansmaskinen som illustreras i fig. 2 skiljer sig från den i fig. 1 genom följande två kännetecken: Den U-formade gaffeln eller oket 214 med alla därtill anslutna anordningar är snedställd mot basplåten 212 med en liten vinkel a, företrädesvis mellan 1 och l0°, dvs maskinens mittplan eller centrumplan M, är snedställt gentemot vertikalen med a; Stansningsutrymmet Slavgränsas på armens 220 sida av en jämn yta 248 för uppbärande av arbetsstycket W, vilken sammanfaller med 00 00 0 00 0 0 0 0 0 000 000 0 0 0000 000 0 0 0 0000 0 0 00 I 0 00 0 00 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 0000 00 00 00 0 0 0 000 mittplanet M1. Denna yta definieras av en platta som är fastsatt vid pelaren 236 och som sträcker sig en bestämd sträcka ovanför dynverktyget 234. Samma jämna yta 248 sträcker sig nedanför bear- betningsutrymmet S1 och verktyget 234 och sammanfaller med skàrans 222 mittplan.

Backen hos klämdonet eller hos varje klämdon 246, som är placerat mellan metallpláten W och den jämna stödytan 248, är tillräckligt tunn för att inte i väsentlig grad ändra det uppburna arbets- styckets W position. Det är uppenbart att friktionen som utveck- las mellan arbetsstycket W och ytan 248 under de förflyttningar som tjänar till att lägesinställa arbetsstycket mellan olika stansningsoperationer, är fullständigt försumbar, givet att den komponent av dess vikt som vilar mot ytan 248 är fullständigt försumbar med tanke på den lilla vinkeln a. Oavsett detta styrs metallplátstycket W fortfarande med precision av ytan 248 vilken även förhindrar att metallplâtstycket vibrerar såsom ett resultat av de stötkrafter och förflyttningar som är kännetecknande för stansning.

Den platta som definierar stödytan 248 ovanför stansningsutrymmet S1 kan vara försedd med lämpliga spår (visas ej) för slädens eller slädarnas 240 passage.

Hänvisning skall nu göras till fig. 3 för att beskriva en tredje utföringsform av uppfinningen.

Den väsentliga skillnaden i fig. 3 är att ramen 250 innefattar ett verktygsstöd-och-styrorgan 252 och ett reaktionskraft-över- föringsorgan 254.

Verktygsstöd-och-styrorganet 252 innefattar en basplàt 256, en bensektion 258, ett tvärstycke 260 och två uppåtriktade armar 262 och 264 med ett centralt, vertikalt urtag 266 som definierar ett mittplan Mr Vidare skjuter en sidopelare 268 upp fràn basplàten 212. 00 a n l n I 0 Ola: 000 e ø 0 i 0000 oo lo 0 II oo no oo oooo no ocuo 0 i 0 o o o o 0 I I O O non o i o o 'OQO I O I O O Ü I' OQO' .Û UI UÛOÜ En annan sidopelare 270, liknande pelaren 236 enligt fig. 1, skjuter upp uppåt från armen 264 och uppbär grip- och förflytt- ningsenheten 272 med dess sladar 274 och 276 och dess klämdon 278.

Reaktionskraft-överföringsorganet 254 utgöres likaledes av ett gaffelliknande element med.ett tvärstycke 280 och två uppåt fram- skjutande armar 282, 284. Såsom framgår omger det gaffelliknande elementet, vilket verkar såsom:reaktionskraft-överföringsorganet 254, det gaffelliknande elementet som verkar såsom verktygsstöd- och-styrorgan 252. överdelen av reaktionskraft~överföringsorganets 254 arm 282 upp- bär en fluidumcylinder 286 med dess kolv 288. Kolven 288 är för- sedd med en kolvstång 290 vilken befinner sig i tryckkontakt med ett stansverktyg 292.

Den övre änden av reaktionskræft-överföringsorganets 254 andra arm 284 innefattar i sin tur en fast stång 294 som år placerad i tryckkontakt med basen av ett dynverktyg 296 som är inriktat i linje med stansverktyget 292 och samverkar därmed. Detaljkon- struktionerna för stansverktyget 292 och dynverktyget 296 beskrivs inte närmare här.

Reaktionskraft-överföringsorganet 254 uppbärs av verktygsstöd- och-styrorganet 252 för svängning, med hjälp av en ledpunkt som utgöres av en fästbult 298 som förenar de två tvärstyckena 260 och 280 i mittplanet Mr En fjäder 300, inplacerad mellan den övre änden av reaktions- kraft-överföringsorganets 254 arm 284 och verktygsstöd-och-styr- organets 252 pelare 268 tjänar till att upprätthålla tryckkontak~ ten mellan stången 294 och dynverktyget 296.

Vid utföringsformen enligt fig. 3, är stansmaskinens allmänna konstruktion delad i två separata konstruktioner, dvs ett reaktionskraft-overföringsorgan vars enda funktion är att över- .I 0 000 I I 00 000 000 0 0 0000 0 0 0000 O OO 00 00 00 00 00 00 0 0 0 0 n 0 0 u 0 0 0 0 0 0 0 i 0 0 O, .OQO UD II föra bearbetningskraftesn, och ett verktygsstöd-och-styrorgan vars enda funktion är att uppbära och styra verktyget och att noggrant bibehålla de relativa lagens för arbetsstyoket som skall bearbe- tas och stansenheten.

Genom reaktionskraft-överföringsorganets 250 huvudsakliga sym- metri är det vidare möjligt att exakt balansera massorna, eller snarare tröghetsmomenten i denna konstruktion, på de två sidorna om fästbulten 298. Denna utformning är fördelaktig med tanke på att den kraft som anbringas vid stansningsarbetet är i huvudsak stötliknande såsom ett resultat av den mycket höga stansnings- hastigheten vilken i moderna maskiner kan överskrida 500 stans- ningar per minut. Om de två kraftmassorna, som utgöres av de två armarna 282 och 284 pà motsatta sidor om stansningsenheten 290 och 296, har samma tröghetsmoment, överförs den stansningskraft som alstras mellan cylindern 286 och kolven 288 till stången 290 hos reaktionskraft-överföringsorganets 254 arm 284 via verktygen 292 och 296.

Stansverktygen 292 och 296 verkar såsom en tredje biljardboll in- placerad mellan tvâ bollar med lika massa: enligt principen för verkan och motverkan överför den centrala bollen, när den träffas av en av dessa, stötenergin till den andra bollen och rör sig inte själv. Eftersom det ovanstående äger rum är det lämpligt att de tva armarna 282 och 284 i reaktionskraft-överföringsorganet 254 även har lika elasticitetsvärden.

Reaktionskraft--överföringsorganet överför således endast en liten del av dess dynamiska energi till verktygsstöd-och-styrorganet 252 som är praktiskt taget fritt från de vibrationer som alstras under stansning.

Fig. 4 är en schematisk sidovy 1 vertikalprojektion och delvis i snitt av en annan variant av uppfinningen, en variant som är applicerbar pà vilken som helst av utföringsformerna enligt fig. 1, 2 och 3 och vilken här visas såsom en variant av ut- föringsforman enligt fig. 1. 00 O! II I 1 c n I c Q b O I o ICO Ola 1 I anno ton I n 0 c o O I! n IC 00 lo 00 to n Q 9 I O 0 0 OO IOCO Det finns en ram, allmänt betecknad med 310, vilken innefattar organ 312 för uppbärande av denna på golvet, vilka utgöres av ett eller flera element som uppbär ett U-format ok 314. Oket 314 ut- göres av ett övre tvärstycke 316 och ett par av nedåt riktade armar 318 och 320 som däremellan avgränsar ett bearbetningsut- rymme S1 som uppåt sträcker sig in till en skara 322.

Funktionerna för fluidumcylindern 324 och för kolven 326 med dess kolvstàng 328, liksom verktygens 330 och 334 kännetecken är desamma som de för motsvarande element enligt fig. 1.

Skàran 322 är väsentligt bredare än de 222, 266 enligt de föregå» ende tre utföringsformerna, eftersom grip- och förflyttningsenhe- ten 338, vilken i huvudsak utgöres av ett par slädar, är placerad däri. En av slädarna, betecknad med 340, är rörlig vertikalt ut- med styrningar 342 placerade vid armens 318 sidor, medan den andra, betecknad med 344, är horisontellt rörlig pá slädens 340 styrning.

Släden 344 uppbär ett eller flera klämdon 346 vilka öppnar nedåt så att metallplàten W som skall stansas upphängs i mittplanet som sammanfaller med dynans 334 yttre plan, betecknat med M1.

Golvstödorganen 312 är tillräckligt höga för att medge att me- tallplàten som skall upphängas inte kommer i kontakt med golvet när släden 340 är vid det nedre ändläget för dess rörelse.

Denna "inverterade" lösning är av intresse eftersom den medger att det stansade stycket lossas och tillåts att falla fritt för att avsevärt reducera pauserna som erfordras för utbyte eller växling av stycket.

En behållare 370 för mottagning av stycket W som lossas av kläm- donet eller klämdonen 346 är lämpligtvis placerad under stans- ningsutrymmet S,. Behållaren 370 uppbära av en släde 372 som är rörlig i horisontell led utmed en styrning 374 i en riktning 00 O 0 0000 000 00 0 0 0 00 00 0 i I ICQ O 0 0 00 Il 0 I OQO 0 00 OO 0 0 00 I 00 0 00 00 00 0 0 0 0 I 0 000 0 0 0 0 0 00 0000 90 vinkelrat mot ritningsplanet. Detta medger att de stansade styck- ena W kan förflyttas bort från stansmaskinen. Även om uppfinningen har beskrivits i dess föredragna utförings- former, skall det vara uppenbart att olika förändringar øch modi- fieringar kan utföras inom omfattningen för de bifogade patent- kraven, utan att man avviker från den verkliga omfattningen och grundläggande idén för uppfinningen i dess bredare aspekter.

Claims (5)

1. PATENTKRAV l. Verktygsmaskin innefattande ett par av verktyg (230, 234; 292, 296; 330, 334) som är rörliga i riktning mot och bort från varandra utmed en horisontell axel för bearbetning av ett arbets- stycke (W) och en ram (210: 250; 310) för uppbärande av paret av verktyg, k ä n n e t e c k n a d av arbetsstycksförflytt- nings-och-lägesinställningsorgan (238: 272; 338) uppburna pà ramen (210: 250; 310) så att de är rörliga i ett plan som är vinkelrätt mot verktygsförflyttningsaxeln (A1), för förflyttning och lägesinställning av arbetsstycket (W) som skall bearbetas, under upphangning av arbetsstycket.

2. Verktygsmaskin enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att ramen (210) innefattar en bas (212), en första vertikal arm (218) monterad pà basen för uppbärande av ett rörligt verktyg (230) i paret av verktyg, en andra vertikal arm (220) monterad på basen för uppbärande av ett fast verktyg (234) i paret av verktyg och en tredje vertikal arm (236) monterad vid den övre änden av den andra vertikala armen (226), för uppbärande av arbetsstycksförflyttnings-och-lägesinställningsanordningen (238).

3. Verktygsmaskin enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d av att den första, andra och tredje vertikala armen (218, 220 resp. 236) är anordnade så att de är obetydligt snedställda i förhållande till den vertikala axeln.

4. Verktygsmaskin enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att ramen (250) innefattar ett verktygsstöd-och-styrorgan (252) för uppbärande och styrning av paret av verktyg (292, 296) och ett reaktionskraft-överföringsorgan (254) som bringar verk- tygen att röra sig i riktning mot och bort från varandra och som överför den reaktionskraft som verkar mot verktygen (292, 296) under stansningsarbete, från ett verktyg till det andra.

5. Verktygsmaskin enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att ramen (310) innefattar ett övre ramorgan (314) för upp~ 0: 0 0 0 0 IDO O O 0000 OQO 0 0 0 0000 0 0 Go 00 a 00 IC 0 00 o O b l b QIO U \ oo 0 0 000 I 0 00 .nio 9 bärande av arbetsstycksförflyttnings-och-lägesinstållningsanord- ningen (338) och ett nedre ramorgan (312) för uppbärande av det övre ramorganet (314) pà ett sådant sätt att arbetsstycket (W) kan utmatas nedåt från arbetsstycksförflyttnings-och-läges- inställningsanordningen (338) . 13 SAMMANDRAG Uppfinningen avser en verktygsmaskin innefattande ett par av verktyg (230, 234) som är rörliga i riktning mot och bort från varandra utmed en horisontell axel för bearbetning av ett arbets~ stycke (W) och en ram (210) för uppbärande av paret av verktyg, varvid arbetsstycksförflyttnings-och-lägesinställningsorgan (238) är uppburna pà ramen (210) så att de är rörliga 1 ett plan som är vinkelrätt mot verktygsförflyttningsaxeln (A1), för förflytt- ning och lägesinställning av arbetsstycket (W) som skall bearbe- tas, under upphängning av arbetsstycket. (Fig. 1)