WO2005084855A1

WO2005084855A1 - Fertigungsplattform für kurz- und langdrehautomaten

Info

Publication number: WO2005084855A1
Application number: PCT/CH2004/000115
Authority: WO
Inventors: Baudouin Ernest Uebelhart
Original assignee: Microswiss Technologie Ag
Priority date: 2004-03-02
Filing date: 2004-03-02
Publication date: 2005-09-15

Abstract

Die Festigungsplattform für eine Werkzeugmaschine weist ein einheitliches Maschinenbett (F) auf, welches je nach beabsichtigter Nutzung als Kurz- oder Langdrehautomat wahlweise mit den entsprechenden Arbeitskomponenten, d.h. insbesondere längsverschiebbarem oder feststehendem Spindelstock (1) und feststehenden oder längs verschiebbaren Arbeitselementen, in Form von Querschlitten (4, 5, 6) mit Werkzeugträgern ausrüstbar ist.

Description

FERTIGUNGS PLATTFORM FÜR KURZ- UND LANGDREHAUTOMATEN

Die vorliegende Erfindung betrifft eine konzeptionell neuartige Fertigungsplattform für Werkzeugmaschinen.

Aufgrund des grossen Preisdrucks in der Zulieferindustrie wird der Kunde zunehmend gezwungen, mit seinem

Produktionsmittelpark eine grosse Verfügbarkeit und Lieferfähigkeit bereitzustellen.

Beim Stand der heutigen Technik sind die die physikalischen Grenzen der Fertigungstechnologie bei fast allen Herstellern von Produktionsmaschinen in einer als klein zu bezeichnenden Spanne auf der gleichen Basis.

Zunehmend sind es die Nebenzeiten, wie z.B. Umrüstfreundlichkeit oder die mit hoher Geschwindigkeit bewegten Arbeitsschlitten, welche als Basis zur Erhöhung der Konkurrenzfähigkeit dienen. Beim Gedanken an die

Verschleissintensität bei überschnellen Bewegungen sind die Langzeitkosten weder erfasst noch berücksichtigt.

Beim vorliegenden Maschinenkonzept geht der Kostenminderungsgedanke weiter. Auch die Geometrie, respektive die grundlegenden Abmessungen der Werkstücke, sind in die Konzipierung der Maschinen aufzunehmen.

Bei der Herstellung von kleinen Werkstücken ist der Langdrehautomat (mit beweglichem Spindelstock) die bekannteste Maschinenauslegung, speziell hervorgerufen durch dessen Verwendung in der Uhrenindustrie.

Dieser Maschinentyp weist bei der Herstellung von „kurzen" Teilen einen Nachteil auf dem mit zunehmendem Kostendruck immer mehr an Bedeutung zukommt (kurze Werkstücke = Durchmesser / Längenverhältnis < ) .

Der Langdrehautomat benötigt zur Spezifizierung seiner Eigenschaften und zum Erreichen der Genauigkeit eine Führungsbüchse. Diese verschlechtert die Ausnutzung der zu verarbeitenden Materiallänge um ca. 5% (bei 3000 mm langen Materialstangen wird die Gesamtlänge um ca. 150 mm Restlänge reduziert) .

Im Weiteren sind die Kosten für den Einsatz einer Führungsbüchse für den Maschinenmehrpreis und als Folge zur Verarbeitung der material- und zerspanungsspezifischen Eigenschaften höher als beim Kurzdrehautomaten. Ein Kostenfaktor bei kleineren Losgrössen, der nicht zu vernachlässigen ist. Im Gegensatz dazu weist der Langdrehautomat bei „langen" Teilen durch seinen Aufbau einen Vorteil bezüglich Arbeitsqualität auf. Das Werkzeug kommt nahe der Materialführung zum Einsatz und begünstigt damit die Aufnahme der Schnittkräfte am Zerspanungsprozess . Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, sich diese maschinenspezifischen Vorteile von Kurz- und Langdrehautomaten bei der Entwicklung einer neuen Maschinenreihe zu Nutze zu machen.

Diese Aufgabe wird bei einer Fertigungsplattform der eingangs definierten Art erfindungsgemäss durch die

Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst. Die Erfindung ermöglicht die Kosten insbesondere dadurch zu mindern, dass eine einheitliche Plattform für unterschiedliche Anwendungen genutzt wird.

Die Erfindung wir nachstehend anhand der Zeichnung noch etwas näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 in einer schematischen Graphik die Einsatzbereiche von Kurz- und Langdrehautomaten;

Fig. 2 rein schematisch die Ausrüstung einer Plattform zum Einsatz als Kurzdrehautomat; Fig. 3 ebenfalls rein schematisch die Ausrüstung der einheitlichen Plattform zum Einsatz als Langdrehautomat und

Fig. 4 die Lage des Spindelstockes mit Hauptspindel auf dem verfahrbaren Schlitten für Arbeiten and der Spindelzange (kurz) oder für Arbeiten mit Führungsbüchse .

Fig. 1 der Zeichnung zeigt in einer Graphik den Einsatzbereich von Kurz- bzw. Langdrehautomaten zur Nutzung der Vorteile der jeweiligen Ausgestaltungsform. Daraus geht u.a. hervor, dass der Langdrehautomat zumindest in einem eingeschränkten Bereich auch Aufgaben des Kurzdrehautomaten übernehmen kann.

Die Wahl des Maschinenkonzeptes Kurz- oder Langdrehautomat lässt sich am besten im Vergleich zwischen Drehdurchmesser und Drehlänge bestimmen.

Fig. 2 zeigt schematisch die Fertigungsplattform (Maschinenbett) F eines Kurzdrehautomaten, wobei in diesem Fall der Spindelstock 1 mit Hauptspindel in einer vorbestimmten Stellung bezüglich der Plattform F unverschieblich ist. Die Vorschübe der Schnittsequenzen in Längsrichtung Z erfolgen durch entsprechende Vorschübe durch die beiden Querschlitten 4 und 5. Durch die Festsetzung der Hauptspindel 1' bezüglich Z-

Richtung werden die Vorschubanforderungen durch die beiden mit Werkzeugträgern ausgerüsteten Schlitten 4,5 wahrgenommen (es könnte auch nur ein Schlitten eingesetzt werden) . Der gezeigte fakultative dritte Schlitten 6 mit

Werkzeugträger wird zum kurzdrehtypischen Arbeitsgang, dem Zerspanen, im Einstechverfahren eingesetzt.

Bei dem in Fig. 3 gezeigten Einsatz als Langdrehautomat ist auf demselben Maschinenbett bzw. derselben Plattform F der Spindelstock 1 mit Hauptspindel 1' beweglich in Z-Richtung angeordnet (Vorschub in Z-Richtung) . Dieser Spindelstock dient somit dem Materialvorschub in Z-Richtung bei in dieser Richtung feststehend montierten Arbeitselementen 4, 5 und 6 (Querschlitten mit Werkzeugträgern) . Bei der Ausrüstung als Langdrehautomat wird in der Regel eine an sich bekannte Führungsbüchse 3 verwendet, welche ein geeignetes Mittel ist, um lange, schlanke Teile herzustellen (Verhältnis Durchmesser : Länge < 1:5).

Grundsätzlich ist es auch möglich Arbeiten direkt an der Spindelzange 1' des längsbeweglichen Spindelstockes des Langdrehautomaten auszuführen.

Bei dieser Ausrüstung ist es möglich, auf dem Langdrehautomaten auch kurze Werkstücke herzustellen ohne dazu die Führungsbüchse 3 zu benutzen (diese würde abmontiert) . Dadurch entfällt das typische lange Reststück des klassischen Langdrehautomaten. Die Maschine weist dadurch jedoch eine geringere Abeitssteifigkeit auf als der oben beschriebene Kurzdrehautomat. Demzufolge ist diese Variante nicht geeignet, höchste Produktivität durch möglichst grosse Spanquerschnitte zu erzielen.

Fig. 4 zeigt schematisch den Unterschied in der Lage des Spindelstockes auf dem Schlitten 2 bei Arbeiten mit Führungsbüchse bzw. Arbeiten direkt an der Spindelzange

(relative Verschiebung der Arbeitsspindel 1' zum Schlitten 2 der Z-Achse) .

Selbstverständlich lässt sich die Fertigungsplattform der Maschinen auch auf den Bereich der Mehrspindeltechnologie ausdehnen, insbesondere im angestrebten neuen Markt der „kleinen" Mehrspindelautomaten, welche sowohl als Kurzdrehautomaten, wie auch als Langdrehautomaten einen geeigneten Absatzmarkt festlegen.

Claims

Patentansprüche

1. Fertigungsplattform für die Arbeitskomponenten an einer Werkzeugmaschine, gekennzeichnet durch ein einheitliches Maschinenbett, welches derart ausgestaltet ist, dass die Arbeitskomponenten für die wahlweise Nutzung als Kurz- oder Langdrehautomat darauf anbringbar sind, wobei bei der Ausrüstung als Langdrehautomat der Spindelstock mit der Hauptspindel in Z-Richtung verfahrbar angeordnet ist und eine für das Langdrehen übliche Führungsbüchse, sowie die Werkzeughalter vorzugsweise fest montiert sind und bei der Ausrüstung als Kurzdrehautomat der Spindelstock mit der Hauptspindel in einer vorbestimmten Lage unverschiebbar bezüglich dem Maschinenbett angebracht ist und die Werkzeughalter in Z-Richtung vorschiebbar angeordnet sind.

2. Fertigungsplattform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Ausrüstung als Langdrehautomat für die Bearbeitung kurzer Werkstücke an der Spindelzange des beweglichen Spindelstockes die Führungsbüchse entfernt ist .