Beschreibung description
Werkzeug und Vorrichtung zur Bearbeitung von WerkstückenTool and device for machining workpieces
Die Erfindung betrifft eine Werkzeug zur Bearbeitung von Werkstücken mit um eine Hauptlagerachse rotationssymmetrischen und hierzu exzentrischen Lagerflächen, insbesondere Haupt- und Hublager von Kurbel- oder Nockenwellen, mit einem scheibenförmigen Werkzeugträger mit an dessen Umfang angeordneten Bearbeitungseinsätzen. Sie betrifft weiter eine entsprechende Vorrichtung zur spanenden Bearbeitung solcher Werkstücke.The invention relates to a tool for machining workpieces with about a main bearing axis rotationally symmetrical and eccentric for this purpose bearing surfaces, in particular main and stroke bearings of crankshafts or camshafts, with a disc-shaped tool carrier with arranged on the periphery processing inserts. It further relates to a corresponding apparatus for machining such workpieces.
Kurbel- und Nockenwellen von Kraftfahrzeugen, insbesondere Pkw, sind typische Werkstücke, die sowohl zentrisch als auch exzentrisch zu einer Werkstück- oder Hauptlagerachse liegende, zumindest annähernd rotationssymmetrische Flächen aufweisen. Insbesondere bei der Kurbelwellenfertigung ist die Bearbeitung der bezogen auf die Hauptlagerachse zentrisch liegenden Hauptiager von der Bearbeitung der bezogen auf die Hauptlagerachse exzentrisch liegenden Hublager zu unterscheiden.Crankshafts and camshafts of motor vehicles, in particular passenger cars, are typical workpieces that have both centrally and eccentrically to a workpiece or main bearing axis lying, at least approximately rotationally symmetric surfaces. Particularly in the case of crankshaft production, the machining of the main bearings, which are centered relative to the main bearing axis, must be distinguished from the machining of the eccentric stroke bearings with respect to the main bearing axis.
Bei der spanenden Bearbeitung selbst wird grundsätzlich unterschieden zwischen dem Drehen, dem Räumen, insbesondere dem Drehräumen oder Dreh-Drehräumen, dem Schleifen und dem Fräsen, das wiederum unterschieden werden kann in das sogenannte Innenfräsen und das Außenfräsen oder speziell Hochgeschwindigkeits- Außenfräsen. Obwohl hierdurch Bearbeitungsverfahren zur Verfügung stehen, mit denen die Bearbeitung sowohl der zentrischen Hauptlager - und hierbei insbesondere des Mittellagers einer Kurbelwelle - als auch der exzentrischen Hublager und Stirnseiten von Wangenflächen möglich ist, wird häufig eine Bearbeitung mit unterschiedlichen Verfahren vorgenommen.In the machining itself is basically a distinction between the turning, broaching, in particular the turning or rotating lathe, grinding and milling, which in turn can be distinguished in the so-called internal milling and external milling or especially high-speed external milling. Although hereby processing methods are available, with which the machining of both the central main bearing - and in particular the center bearing of a crankshaft - and the eccentric stroke bearing and end faces of cheeks surfaces is possible, often processing with different methods is performed.
So hat sich insbesondere das Dreh-Drehräumen für die Bearbeitung der Hauptlager und des Mittellagers durchgesetzt, während die exzentrischen Hublager mit scheibenförmigen Außenfräsern bearbeitet werden. Hierzu wird beim Dreh-Drehräumen die zwischen Spindelstöcke eines Werkzeugsupports eingespannte Kurbelwelle um die
Hauptlagerachse mit hohen Umdrehungszahlen von ca. 1000U/min gedreht, wobei die Rotationsgeschwindigkeit die Schnittgeschwindigkeit vorgibt.Thus, in particular the rotary lathe has prevailed for the machining of the main bearing and the center bearing, while the eccentric stroke bearings are machined with disc-shaped outer cutters. For this purpose, the rotational shaft is clamped between the crankshaft of a tool support clamped crankshaft to the 1000 revolutions per minute, whereby the rotational speed determines the cutting speed.
Die an oder auf dem Umfang eines scheibenförmigen Werkzeugträgers zueinander beabstandet angeordneten Schneid- oder Bearbeitungseinsätze zum Drehräumen nehmen hinsichtlich deren Abstand zur Mitte des drehbaren scheibenförmigen Werkzeugträgers zu, der sich um eine parallel neben den Hauptlagerachse der Kurbelwelle liegende Achse dreht. Dabei wird durch Entlangschwenken der Dreh¬ räumschneiden am Umfang der wesentlich schneller drehenden Kurbelwelle Material an der Umfangsfläche der Hauptlager abgenommen. Für den Fall, dass die Schneideinsätze für das Drehräumen mit dem selben Abstand zur Mitte des Werkzeugträgers angeordnet sind, wird dieser mit einer vorgegebenen Vorschub¬ geschwindigkeit radial zum jeweiligen Hauptlager der Kurbelwelle zugestellt. Zum Dreh- Drehräumen wird dem Drehräumen ein Einstech-Drehvorgang mit weiteren Schneideinsätzen vorgeschaltet. Während des Einstechdrehens rotiert lediglich die Kurbelwelle und somit das Werkzeugstück, während der stehende Werkzeugträger mit einer bestimmten Vorschubgeschwindigkeit radial gegen das Werkstück bewegt wird.The spaced apart on or on the circumference of a disc-shaped tool carrier spaced cutting or processing inserts for rotational spacing increase in distance to the center of the rotatable disc-shaped tool carrier, which rotates about an axis parallel to the main bearing axis of the crankshaft axis. In this case, material is removed from the circumferential surface of the main bearings by pivoting the rotary cutting edges along the circumference of the crankshaft rotating much faster. In the event that the cutting inserts are arranged for the rotational clearances with the same distance from the center of the tool carrier, this is delivered at a predetermined feed rate radially to the respective main bearing of the crankshaft. For turning and turning, the turning room is preceded by a piercing turning process with additional cutting inserts. During the Einstechdrehens rotates only the crankshaft and thus the tool piece, while the stationary tool carrier is moved at a certain feed rate radially against the workpiece.
Beim insbesondere für die Hublager der Kurbelwelle vorgesehenen Außenfräsen wird ein hierfür üblicherweise separater scheibenförmiger Außenfräser mit umfangsseitig einer Vielzahl von Fräseinsetzen eingesetzt. Beim Außenfräsen dreht der Außenfräser, d.h. der die Fräseinsätze tragende scheibenförmige Werkzeugträger um eine Achse parallel zur Hauptlagerachse der Kurbelwelle mit der Schnittgeschwindigkeit, während der Werkzeugträger durch langsames Drehen der Kurbelwelle um die Hauptlagerachse nachgeführt wird. Beim Außenfräsen resultiert die Schnittgeschwindigkeit primär aus der Drehung des Werkzeuges, d.h. des Außenfräsers, während sich das Werkstück, nämlich die Kurbelwelle nur sehr langsam dreht, bis ein mindestens vollständiger Umlauf des Werkzeugs um die zu bearbeitende rotierende Fläche des Werkstücks, d.h. des Hublagers der Kurbelwelle vollzogen ist.In particular, provided for the crank bearings of the crankshaft external milling a usually separate disc-shaped external milling cutter is used with a large number of Fräseinsetzen. In external milling, the external cutter, i. the disk-shaped tool carrier carrying the milling inserts is moved about an axis parallel to the main bearing axis of the crankshaft at the cutting speed, while the tool carrier is tracked by slowly rotating the crankshaft about the main bearing axis. In external milling, the cutting speed results primarily from the rotation of the tool, i. of the outer cutter, while the workpiece, namely the crankshaft rotates only very slowly until at least one complete revolution of the tool about the rotating surface of the workpiece to be machined, i. the crank bearing of the crankshaft is completed.
Aus der DE 197 49 939 C2 ist es bekannt, zur Bearbeitung von Werkstücken mit um eine Hauptlagerachse rotationssymmetrischen und hierzu exzentrischen Lagerflächen, insbesondere zur Bearbeitung der Haupt- und Hublager von Kurbel- oder
Nockenwellen, einen scheibenförmigen Dreh-Drehräumer und zusätzlich einen scheibenförmigen Außenfräser in derselben Maschine vorzusehen. Dadurch soll erreicht werden, die beiden Bearbeitungsverfahren zum Dreh-Drehräumen der Hauptlager der Kurbelwelle einerseits und das Außenfräsen der Hublager andererseits auf derselben Maschine anzuwenden. Ziel dabei ist es, die Rüst- und Nebenzeiten zu verringern und insbesondere ein Umspannen des Werkstücks, insbesondere der Kurbelwelle, auf eine andere Maschine zu vermeiden. Die bekannte Maschine weist somit zwei Bearbeitungseinheiten auf, von denen die eine das Drehen, Drehräumen oder Dreh-Drehräumen und die andere das Außenfräsen oder Drehfräsen, insbesondere unter Hochgeschwindigkeit, übernimmt. Diese mindestens zweiFrom DE 197 49 939 C2 it is known for the machining of workpieces with about a main bearing axis rotationally symmetrical and eccentric bearing surfaces, in particular for machining the main and stroke bearings of crank or Camshaft, a disc-shaped rotary Drehräumer and additionally provide a disc-shaped outer cutter in the same machine. This is to be achieved, the two processing methods for turning-turning chambers of the main bearing of the crankshaft on the one hand and the external milling of the stroke bearings on the other hand to use the same machine. The aim is to reduce set-up times and non-productive times, and in particular to avoid re-clamping the workpiece, in particular the crankshaft, to another machine. The known machine thus has two processing units, one of which takes the turning, turning or rotating lathe and the other the external milling or turn milling, especially at high speed, takes over. These at least two
Bearbeitungseinheiten mit den beiden separaten scheibenförmigen Werkzeugträgern werden auf separat ansteuerbaren Supporten angeordnet, die wenigstens in X- Richtung, vorzugsweise auch in Y-Richtung, verlagerbar und gegebenenfalls um die B- Achse drehbar sind.Machining units with the two separate disk-shaped tool carriers are arranged on separately controllable supports, which can be displaced at least in the X direction, preferably also in the Y direction, and, if appropriate, are rotatable about the B axis.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Werkzeug zur Bearbeitung von Werkstücken der Eingangs genannten Art anzugeben, das eine möglichst hohe Maschinenauslastung ermöglicht. Insbesondere soll mit einer geeigneten Vorrichtung eine möglichst 100%ige Aufteilung zwischen einer Haupt- oder Mittellagerbearbeitung und einer Hublagerbearbeitung auf verschiedene Maschinen oder Werkzeugsupporte ermöglicht werden.The invention has for its object to provide a tool for machining workpieces of the type mentioned above, which allows the highest possible machine utilization. In particular, a 100% division between a main or center bearing machining and a Hublagerbearbeitung to various machines or tool support should be possible with a suitable device.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein kombiniertes Werkzeug mit auf einem Werkzeugträger einer Anzahl gleicher erster Bearbeitungseinsätze und einer Anzahl gleicher zweiter Bearbeitungseinsätze. Auf dem Werkzeugträger sind dabei zweckmäßigerweise zwei unterschiedliche Bearbeitungseinsätze zum Fräsen, zum Schleifen, zum Drehräumen oder zum Dreh-Drehräumen angeordnet, so dass ein Kombinationswerkzeug zum Fräsen und Dreh- oder Dreh-Drehräumen, oder ein Kombinationswerkzeug zum Fräsen und zum Schleifen, oder ein Kombi- nationswerkzeug zum Dreh- oder Dreh-Drehräumen und zum Schleifen bereitgestellt ist.
Hierdurch ist eine Umverteilung der Bearbeitungsauslastung ermöglicht. So kann beispielsweise eine Maschinen- oder Supportauslastung von 60% für die eine Bearbeitung und von 100% für die andere Bearbeitung in einfacher Art und Weise derart verändert werden, dass eine jeweils 80%ige Auslastung auf beiden Maschinen bzw. Supporten resultiert. Dies wird letztendlich dadurch erreicht, dass jeder eingesetzte Werkzeugträger sowohl als Außenfräser als auch als Dreh-Drehräumer oder Schleifer bzw. sowohl als Dreh-Drehräumer als auch als Schleifer ohne Werkzeugwechsel einsetzbar ist.This object is achieved by a combined tool with on a tool carrier a number of the same first processing inserts and a number of identical second processing inserts. On the tool carrier expediently two different machining inserts for milling, grinding, turning or turning lathe are arranged so that a combination tool for milling and turning or turning lathe, or a combination tool for milling and grinding, or a combination - Nationwide tool for turning or rotary twisting and grinding is provided. This allows a redistribution of the processing load. Thus, for example, a machine or support utilization of 60% for one processing and 100% for the other processing can be changed in a simple manner such that a respective 80% utilization results on both machines or supports. This is ultimately achieved in that each tool carrier used can be used both as an external milling cutter and as a rotary Drehräumer or grinder or both as a rotary Drehräumer and as a grinder without tool change.
In zweckmäßiger Ausgestaltung sind die jeweils gleichen Bearbeitungseinsätze am Werkzeugträger umfangsseitig an zueinander beabstandeten Segmenten angeordnet. Bei dem kombinierten Fräs- und Dreh- oder Dreh-Drehräumwerkzeug sind die Fräseinsätze dabei derart angeordnet, dass deren Schneidkanten die Schneid- und/oder Einstechkanten der Schneideinsätze zum Drehräumen bzw. Dreh- Drehräumen bezogen auf die Mitte des Werkzeugträgers in Radialrichtung überragen. Dies gilt auch bei dem kombinierten Dreh- oder Dreh-Drehräum- und Schleifwerkzeug, bei dem dann die Schneideinsätze zum Drehräumen bzw. Dreh-Drehräumen die Einsätze zum Schleifen bezogen auf die Mitte des Werkzeugträgers in Radialrichtung überragen. Die zwischen den Segmenten der jeweils gleichen Bearbeitungseinsätze zum Fräsen oder zum Drehräumen bzw. Dreh-Drehräumen liegenden Segmente der jeweils gleichen anderen Bearbeitungseinsätze dienen dann zur Aufnahme der weiteren Einsätze zum Drehräumen, Dreh-Drehräumen bzw. zum Schleifen.In an advantageous embodiment, the respective same machining inserts on the tool carrier are circumferentially arranged on spaced segments. In the combined milling and turning or rotary Drehräumwerkzeug the milling inserts are arranged such that their cutting edges project beyond the cutting and / or Einstechkanten the cutting inserts for turning latitudes or rotational rotation relative to the center of the tool carrier in the radial direction. This also applies to the combined rotary or rotary Drehräum- and grinding tool, in which then extend the inserts for grinding or rotary lathe the inserts for grinding relative to the center of the tool carrier in the radial direction. The lying between the segments of the same processing inserts for milling or for turning or rotary lathe segments of each other same machining inserts then serve to accommodate the other inserts for turning, turning-rotating spaces or for grinding.
Sind zur Bereitstellung eines bevorzugten kombinierten Fräs- und Dreh-Dreh- räumwerkzeugs nur Fräseinsätze und Schneideinsätze zum Dreh-Drehräumen vorgesehen, so sind diese alternierend am Umfang des Werkzeugträgers angeordnet. Die jeweilige Segmentgröße zum Dreh-Drehräumen ist dann derart gewählt, dass beim Bearbeiten des Werkstücks durch Dreh-Drehräumen am Werkzeugträger benachbarte Fräseinsätze nicht kollidieren. Insbesondere bei der Bearbeitung einer Kurbelwelle ist dabei die Segmentgröße im Wesentlichen durch das Aufmaß der Kurbelwelle vorgegeben oder bestimmt. Um dabei eine möglichst große Zähnezahl des kombinierten Fräs- und Dreh-Drehräumwerkzeugs zu erzielen, sollte dessen Scheibendurchmesser möglichst groß sein, wobei ein Zahn einem Fräsegment und
einem Dreh-Drehräumsegment entspricht. Vorteilhaft ist daher ein Scheibendurchmesser größer oder gleich 500mm, z. B. 800mm.Are provided to provide a preferred combined milling and turning lathe tool only milling inserts and cutting inserts for rotary lathe, they are arranged alternately on the circumference of the tool carrier. The respective segment size for rotary lathe is then selected such that adjacent milling inserts do not collide during machining of the workpiece due to rotational latitudes on the tool carrier. In particular, when machining a crankshaft while the segment size is essentially predetermined or determined by the allowance of the crankshaft. In order to achieve the largest possible number of teeth of the combined milling and turning Drehräumwerkzeugs, whose disc diameter should be as large as possible, with a tooth a milling segment and corresponds to a rotary Drehräumsegment. Advantageously, therefore, a disc diameter is greater than or equal to 500mm, z. B. 800mm.
Die Fräseinsätze sind vorteilhafterweie durch am Umfang des Werkzeugträgers lösbar s gehaltene Kassetten mit darin lösbar gehaltenen Schneidplatten gebildet, wobei je Plattenkassette insbesondere vier Wendeschneidplatten paarweise an gegenüberliegenden Seiten des Werkzeugträgers vorgesehen sind. Analog sind die Schneideinsätze zum Dreh- oder Dreh-Drehräumen und die Einsätze zum Schleifen in Kassetten gehalten bzw. durch solche gebildet. Eine alternierende Anordnung der o unterschiedlichen Bearbeitungseinsätze ist auch bei dem kombinierten Fräs- und Drehräum- oder Schleifwerkzeug sowie bei dem kombinierten Dreh- oder Dreh- Drehräum- und Schleifwerkzeug besonders vorteilhaft.The milling inserts are advantageously formed by detachably held on the circumference of the tool holder s cassettes with releasably held cutting plates, wherein each disk cartridge in particular four indexable inserts are provided in pairs on opposite sides of the tool carrier. Similarly, the cutting inserts for turning or rotating lathe and the inserts are held for grinding in cassettes or formed by such. An alternating arrangement of the o different machining inserts is also particularly advantageous in the combined milling and Drehräum- or grinding tool and in the combined rotary or rotary Drehräum- and grinding tool.
Eine entsprechende Vorrichtung zu spanenden Bearbeitung eines derartigen 5 Werkstücks weist ein Maschinenbett mit darin axial (in Z-Richtung) verschiebbaren Spindelstöcken auf, zwischen denen das Werkstück einspannbar und dabei um eine Hauptlagerachse (C-Achse) rotatorisch gelagert ist. Jeder von vorzugsweise zwei Werkzeugsupports trägt einen solchen kombinierten scheibenförmigen Werkzeugträger mit umfangsseitig unterschiedlichen Bearbeitungseinsätzen, nämlich Fräseinsätzen und o hierzu alternierend Dreh-Drehräum-Einsätzen bzw. Schleifeinsätzen oderA corresponding device for machining such a workpiece has a machine bed with axially displaceable therein (in the Z direction) headstocks, between which the workpiece is clamped and rotatably mounted about a main bearing axis (C-axis). Each of preferably two tool supports carries such a combined disc-shaped tool carrier with peripherally different machining inserts, namely milling inserts and o this alternating rotary Drehräum inserts or grinding inserts or
Schneideinsätzen zum Räumen, insbesondere Drehräumen oder Dreh-Drehräumen und hierzu alternierend Einsätzen zum Schleifen. Die Werkzeugsupports, mit denen die kombinierten Werkzeuge um eine parallel zur Hauptlagerachse verlaufende B-Achse rotatorisch antreibbar sind, sind parallel zur Hauptlagerachse in Z-Richtung sowie quer 5 hierzu in X-Richtung verschiebbar. Auch können lediglich ein Werkzeugsupport oder mehrere, vorzugsweise gleichartige Supports, vorgesehen sein.Cutting inserts for clearing, in particular turning rooms or rotary lathe and this alternating inserts for grinding. The tool supports, with which the combined tools are rotatably driven about a B-axis extending parallel to the main bearing axis, are displaceable parallel to the main bearing axis in the Z-direction and transversely in the X-direction. Also, only one tool support or more, preferably similar supports can be provided.
Mit dieser Vorrichtung können zwei oder mehr Werkstücklager gleichzeitig bearbeitet werden. Dabei können sowohl ein Hauptlager als auch ein Hublager einer Kurbelwelle o und bezüglich des Hauptlagers die unterschiedlichen Bearbeitungsschritte des Dreh- Drehräumens gleichzeitig mit ein und demselben kombinierten Fräs- und Dreh- Drehräumwerkzeug bearbeitet werden. Analog können die Bearbeitungsschritte des Fräsens und des Schleifens sowie diejenigen des Dreh- oder Dreh-Drehräumens und
des Schleifens vorgenommen werden. Hierdurch wird eine besonders hohe Auslastung der vorhandenen Supporte aufgrund der hohen Auslastung der einzelnen Bearbeitungsschritte bzw. -verfahren erreicht.With this device, two or more workpiece bearings can be processed simultaneously. In this case, both a main bearing and a crank bearing of a crankshaft o and with respect to the main bearing, the different processing steps of the rotary Drehräumens be processed simultaneously with one and the same combined milling and turning Drehräumwerkzeug. Similarly, the machining steps of milling and grinding and those of the rotary or rotary Drehräumens and be made of grinding. As a result, a particularly high utilization of the existing supports due to the high utilization of the individual processing steps or procedures is achieved.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:Embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to a drawing. Show:
Fig. 1 in perspektivischer Darstellung ausschnittsweise ein kombiniertes Fräs- undFig. 1 in perspective detail of a combined milling and
Schleifwerkzeug, Fig. 2 in einer Schnittdarstellung ein durch das Kombinationswerkzeug nach Fig. 1 erzeugtes Lagerprofil,FIG. 2 is a sectional view of a bearing profile produced by the combination tool according to FIG. 1; FIG.
Fig. 3 in einer Darstellung gemäß Fig. 1 ein kombiniertes Fräs- und Dreh-Dreh¬ räumwerkzeug,3 shows a representation according to FIG. 1 of a combined milling and turning lathe tool, FIG.
Fig. 4 in einer Darstellung gemäß Fig. 2 ein durch das Kombinationswerkzeug nach Fig. 2 erzeugtes Lagerprofil,4 in a representation according to FIG. 2 a bearing profile produced by the combination tool according to FIG. 2, FIG.
Fig. 5 in einer Darstellung gemäß den Figuren 1 und 3 ein kombiniertes Dreh-5 in a representation according to Figures 1 and 3, a combined rotary
Drehräum- und Schleifwerkzeug,Turning and grinding tool,
Fig. 6 in einer Darstellung gemäß den Figuren 2 und 4 ein durch das Kombi¬ nationswerkzeug nach Fig. 5 erzeugtes Lagerprofil, und Fig. 7 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Bearbeitung von Werkstücken mit zwei kombinierten Werkzeugen gemäß den Figuren 1 , 3 und/oder 5.6 shows a representation according to FIGS. 2 and 4 of a bearing profile produced by the combination tool according to FIG. 5, and FIG. 7 shows a device according to the invention for machining workpieces with two combined tools according to FIGS. 1, 3 and / or 5 ,
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided in all figures with the same reference numerals.
Das in den Figuren 1 , 3 und 5 dargestellt Werkzeug 1 umfaßt einen scheibenförmigen Werkzeugträger 2, der umfangsseitig mit Bearbeitungseinsätzen 3, 4, 5 versehen ist. So zeigt Fig. 1 im Ausschnitt ein kombiniertes Fräs- und Schleifwerkzeug mit Fräseinsätzen 3 sowie Schleifeinsätzen 5. Fig. 3 zeigt ein kombiniertes Fräs- und Dreh- (Dreh)räumeinwerkzeug mit Fräseinsätzen 3 und Dreh- bzw. Dreh-Drehräumeinsätzen 4. Fig. 5 zeigt ein kombiniertes Dreh-(Dreh)räum-und Schleifwerkzeug mit Dreh- bzw. Dreh-Drehräumeinsätzen 4 und mit Schleifeinsätzen 5. Ein in Fig. 7 dargestelltes, zu bearbeitendes Werkstück 6 kann eine Kurbelwelle oder eine Nockenwelle sein.
Fig. 1 zeigt ausschnittsweise das kombinierte Fräs- und Schleifwerkzeug 1 mit einem entsprechenden Werkzeugträger 2, wobei lediglich einige Segmente Si und S2 des Werkzeugs 1 gezeigt sind. Jedem Segment Si ist ein Fräseinsatz 3 zugeordnet, während jedem alternierend hierzu liegenden Segment S2 ein Schleifeinsatz 5 zugeordnet ist. Die Fräseinsätze 3 sind durch am Umfang des Werkzeugträgers 2 lösbar gehaltene Kassetten 7 mit darin wiederum lösbar gehaltenen Wendeschneidplatten 8 gebildet. Dabei sind beidseitig des Werkzeugträgers 1 jeweils zwei Wendeschneidplatten 8 jeweils paarweise gegenüberliegend und zueinander versetzt angeordnet. Ebenso sind die Schleifeinsätze 5 durch am Umfang des Werkzeugträgers 2 lösbar gehaltene Kassetten 9 mit darin gehaltenen Schleifelementen 10 gebildet. Die alternierende Bestückung des Werkzeugträgers 2 mit den unterschiedlichen Bearbeitungseinsätzen 3, 5 erfolgt zweckmäßigerweise mit den die Schneidplatten 8 und die Schleifelemente 10 bereits enthaltenen Kassetten 7 bzw. 9.The tool 1 shown in Figures 1, 3 and 5 comprises a disc-shaped tool carrier 2, which is peripherally provided with machining inserts 3, 4, 5. 1 shows in detail a combined milling and grinding tool with milling inserts 3 and grinding inserts 5. FIG. 3 shows a combined milling and turning (rotary) spaceinwerkzeug with milling inserts 3 and rotary or rotary Drehräumeinsätzen 4. Fig. FIG. 5 shows a combined rotary lathe and grinding tool with rotary lathe inserts 4 and with grinding inserts 5. A workpiece 6 to be machined shown in FIG. 7 may be a crankshaft or a camshaft. Fig. 1 shows a detail of the combined milling and grinding tool 1 with a corresponding tool carrier 2, wherein only a few segments Si and S2 of the tool 1 are shown. Each segment Si is associated with a milling insert 3, while each alternating segment S 2 is assigned a grinding insert 5. The milling inserts 3 are formed by detachably held on the circumference of the tool carrier 2 cartridges 7 with therein in turn releasably held indexable inserts 8. In this case, on both sides of the tool carrier 1 each two indexable inserts 8 are arranged in pairs opposite each other and offset from each other. Likewise, the grinding inserts 5 are formed by on the circumference of the tool carrier 2 releasably held cartridges 9 held therein grinding elements 10. The alternating placement of the tool carrier 2 with the different processing inserts 3, 5 is expediently carried out with the cutting plates 8 and the grinding elements 10 already contained cassettes 7 and 9 respectively.
Fig. 2 zeigt das kombinierte Fräs- und Schleifwerkzeug 1 im Bearbeitungseingriff eines der Schleifeinsätze 5 in einem Lagerprofil 11 des Werkstücks bzw. der Kurbelwelle 6. Das Lagerprofil 11 wird dabei durch Fräsen mittels des jeweiligen Fräseinsatzes 3 des Werkzeugs 1 erzeugt. Die Schnittgeschwindigkeit ergibt sich durch das rotierende scheibenförmige Werkzeug 1 , wobei sich die Kurbelwelle langsam in Vorschubrichtung dreht. Das Profil der Schleifeinsätze 5 (Schleifprofil) steht im Durchmesser unter dem Profil der Fräseinsätze 3 (Fräsprofil) zurück. In der Breite können die Segmente S2 mit den Schleifeinsätzen 5 auf Fertigmaß kalibriert oder auch schmaler sein, um dann, z. B. über CNC, die Lagerbreite des Lagerprofils oder der Lagerstelle 11 zu erzeugen. Die rotierende Kurbelwelle 6 erzeugt beim Schleifen die Schnittgeschwindigkeit, wobei das Schleifsegment S2 mit dem jeweiligen Schleifeinsatz 5 durch die Vorschubsdrehung des Werkzeugträgers 2 drehräumartig oder -mäßig in Eingriff gebracht wird und eine maße- und oberflächengenaue Feinbearbeitung beispielsweise einer Spiegelflächen der Lagerstelle 11 und somit eine Passlagerstelle erzeugt.FIG. 2 shows the combined milling and grinding tool 1 in machining engagement of one of the grinding inserts 5 in a bearing profile 11 of the workpiece or the crankshaft 6. The bearing profile 11 is thereby produced by milling by means of the respective milling insert 3 of the tool 1. The cutting speed results from the rotating disk-shaped tool 1, wherein the crankshaft rotates slowly in the feed direction. The profile of the grinding inserts 5 (grinding profile) is smaller in diameter than the profile of the milling inserts 3 (milling profile). In width, the segments S 2 can be calibrated with the grinding inserts 5 to finished or narrower to then, for. B. via CNC to produce the bearing width of the bearing profile or the bearing 11. The rotating crankshaft 6 generates the cutting speed during grinding, wherein the grinding segment S 2 is brought to the respective abrasive insert 5 drehräumartig by the feed rotation of the tool holder 2 or -mäßig engaged and a ground and surface-precise finishing, for example, a mirror surfaces of the bearing 11 and thus a Passport bearing generated.
Analog zeigt Fig. 3 ausschnittsweise das kombinierte Fräs- und Dreh-(Dreh)- räumwerkzeug 1 mit einem entsprechenden Werkzeugträger 2, wobei lediglich einige
Segmente Si und S2 des Werkzeugs 1 gezeigt sind. Jedem Segment Si ist ein Fräseinsatz 3 zugeordnet, während jedem alternierend hierzu liegenden Segment S2 ein Dreh-Drehräumeinsatz 4 zugeordnet ist. Die alternierend zwischen den SegmentenSimilarly, Fig. 3 shows a detail of the combined milling and turning (rotary) - Räumwerkzeug 1 with a corresponding tool carrier 2, with only a few Segments Si and S 2 of the tool 1 are shown. Each segment Si is associated with a milling insert 3, while each alternate segment S 2 is associated with a rotary Drehräumeinsatz 4. The alternating between the segments
51 der Fräseinsätze 3 liegenden Segmente S2 der Dreh-(Dreh)räumeinsätze 4 sind dabei hinsichtlich deren Größe derart gewählt, dass beim Dreh-Drehräumen, bei dem im Gegensatz zum Fräsen das Werkzeug 1 steht und das entsprechende Hauptlager der Kurbelwelle 6 mit hoher Drehzahl rotiert, die benachbarten Fräseinsätze 3 nicht kollidieren, d.h. gerade nicht ebenfalls mit dem Werkstück 6 im Eingriff sind.5 1 of the milling inserts 3 lying segments S 2 of the rotary (rotary) spaceinsätze 4 are chosen in terms of their size such that the rotary lathe, in contrast to the milling tool 1 and the corresponding main bearing of the crankshaft 6 with high Rotates rotational speed, the adjacent milling inserts 3 do not collide, ie just not also with the workpiece 6 are engaged.
Die Dreh-Drehräumeinsätze 4 weisen lösbar gehaltene Schneidplatten 12 bzw.The rotary Drehräumeinsätze 4 have detachably held cutting plates 12 and
Einstechplatten 13 auf, die von Dreh-Drehräumsegment S2 zu Dreh-DrehräumsegmentEinstechplatten 13, from rotary Drehräumsegment S 2 to rotary Drehräumsegment
52 alternierend auf der einen bzw. anderen Seite des Werkzeugträgers 2 über dessen jeweilige Trägerfläche oder -ebene hinausstehen. Die Schneidplatten 12 einerseits und die Einstechplatten 13 andererseits sind wiederum in am Umfang des Werkzeugträgers 2 lösbar gehaltenen Kassetten 14 unter Bildung des jeweiligen Dreh- Drehräumeinsatzes 4 lösbar gehalten.5 2 alternately on the one or the other side of the tool carrier 2 protrude beyond the respective support surface or plane. The cutting plates 12 on the one hand and the puncture plates 13 on the other hand are in turn releasably held in the circumference of the tool carrier 2 releasably held cartridges 14 to form the respective rotary Drehräumeinsatzes 4.
Fig. 4 zeigt ein durch Dreh-(Dreh)räumen mittels des jeweiligen Dreh-(Dreh)räum- einsatzes 4 des kombinierten Fräs- und Dreh-(Dreh)räumwerkzeug 1 erzeugtes Lagerprofil 11 der Kurbelwelle 6. Fig. 4 zeigt darüber hinaus ein durch Fräsen mittels des jeweiligen Fräseinsatzes 3 erzeugtes Wangenprofil 15 der Kurbelwelle 6.Fig. 4 shows a by rotary (rotary) clearing by means of the respective rotary (rotary) spatial use 4 of the combined milling and turning (rotary) Räumwerkzeug 1 generated bearing profile 11 of the crankshaft 6. Fig. 4 also shows a by milling by means of the respective milling insert 3 generated cheek profile 15 of the crankshaft. 6
Fig. 5 zeigt ausschnittsweise das kombinierte Dreh-(Dreh)räum- und Schleifwerkzeug 1 mit einem entsprechenden Werkzeugträger 2, wobei wiederum lediglich einige Segmente Si und S2 des Werkzeugs 1 gezeigt sind. Jedem Segment Si ist ein Dreh- (Dreh)räumeinsatz 4 zugeordnet, während jedem alternierend hierzu liegenden Segment S2 ein Schleifeinsatz 5 zugeordnet ist. Die Dreh-(Dreh)räumeinsätze 4 sind wiederum durch am Umfang des Werkzeugträgers 2 lösbar gehaltene Kassetten 14 mit darin wiederum lösbar gehaltenen Schneid- oder Einstecheinplatten 12 bzw. 13 gebildet. Ebenso sind wiederum die Schleifeinsätze 5 durch am Umfang des Werkzeugträgers 2 lösbar gehaltene Kassetten 9 mit darin gehaltenen Schleifelementen 10 gebildet.
Fig. 6 zeigt wiederum ein durch Dreh-(Dreh)räumen mittels des jeweiligen Dreh- (Dreh)räumeinsatzes 4 des kombinierten Fräs- und Dreh-(Dreh)räumwerkzeugs 1 erzeugtes Lagerprofil 11 der Kurbelwelle 6. Fig. 6 zeigt darüber hinaus das kombinierte Dreh-(Dreh)räum- und Schleifwerkzeug 1 im Bearbeitungseingriff des jeweiligen s Schleifeinsatzes 5 im Lagerprofil 11 der Kurbelwelle 6.Fig. 5 shows a detail of the combined rotary (rotary) space and grinding tool 1 with a corresponding tool carrier 2, again only a few segments Si and S 2 of the tool 1 are shown. Each segment Si is associated with a rotary (rotary) space insert 4, while each alternating segment S 2 is assigned a grinding insert 5. The rotary (rotary) space inserts 4 are in turn formed by detachably held on the circumference of the tool carrier 2 cartridges 14 therein in turn releasably held cutting or Einstecheinplatten 12 and 13 respectively. Likewise, in turn, the grinding inserts 5 are formed by detachably held on the circumference of the tool carrier 2 cartridges 9 held therein grinding elements 10. Fig. 6 shows again by a rotary (rotary) clearing by means of the respective rotary (rotary) space insert 4 of the combined milling and turning (rotary) Räumwerkzeugs 1 generated bearing profile 11 of the crankshaft 6. Fig. 6 also shows the combined Rotary (rotary) spatial and grinding tool 1 in the machining engagement of the respective s grinding insert 5 in the bearing section 11 of the crankshaft. 6
Die Schnittgeschwindigkeit ergibt sich durch die rotierende Kurbelwelle 6, wobei sich der scheibenförmige Werkzeugträger 2 langsam in Vorschubsgeschwindigkeit dreht. Das Profil der Schleifeinsätze 5 bzw. der Schleifkassetten 9 (Schleifprofil) steht im o Durchmesser über dem Profil der Dreh-(Dreh)räumeinsätze 4 (Drehräumprofil) vor. In der Breite können die Segmente Si mit den Dreh-(Dreh)räumeinsätze 4 auf Fertigmaß kalibriert oder auch schmaler sein, um dann, z. B. über CNC1 die Lagerbreite des Lagerprofils der Lagerstelle 11 zu erzeugen. Die rotierende Kurbelwelle 6 erzeugt beim Schleifen die Schnittgeschwindigkeit, während sich die Kurbelwelle 6 langsam in s Vorschubgeschwindigkeit dreht. Die Schleifsegmente S2 mit den jeweiligenThe cutting speed results from the rotating crankshaft 6, wherein the disk-shaped tool carrier 2 rotates slowly in feed rate. The profile of the grinding inserts 5 and the grinding cassettes 9 (grinding profile) is in o diameter above the profile of the rotary (rotary) space inserts 4 (Drehräumprofil) before. In width, the segments Si can be calibrated with the rotary (rotary) space inserts 4 to finished or narrower, to then, for. B. via CNC 1 to produce the bearing width of the bearing profile of the bearing 11. The rotating crankshaft 6 generates the cutting speed during grinding while the crankshaft 6 rotates slowly at its feed speed. The abrasive segments S 2 with the respective
Schleifeinsätzen 5 erzeugen eine maße- und oberflächengenaue Feinbearbeitung beispielsweise eines Lagerzapfenzylinders der Lagerstelle 11.Grinding inserts 5 produce a dimensional and surface precision finishing, for example, a bearing journal cylinder of the bearing 11th
Zur Bildung des kombinierten Fräs- und Schleifwerkzeugs 1 oder des kombinierten o Fräs- und Dreh-(Dreh)räumeinwerkzeugs 1 oder des kombinierten Dreh-(Dreh)räum- und Schleifwerkzeugs 1 mit den Fräseinsätzen 3 sowie den Dreh- bzw. Dreh- Drehräumeinsätzen 4 und/oder den Schleifeinsätzen 5 können zweckmäßigerweise gleichartige Werkzeugträger 2 verwendet werden. Hierzu wird dieser entsprechend mit den jeweiligen Kassetten 7, 14 bzw. 9 alternierend bestückt. 5To form the combined milling and grinding tool 1 or the combined o milling and rotating (rotary) raumeinwerkzeugs 1 or the combined rotary (rotary) spatial and grinding tool 1 with the milling inserts 3 and the rotary or rotary Drehräumeinsätzen. 4 and / or the grinding inserts 5 may suitably be used similar tool carrier 2. For this purpose, it is equipped accordingly with the respective cassettes 7, 14 and 9 alternately. 5
Bei dem kombinierten Fräs- und Schleifwerkzeug 1 gemäß Fig. 1 und bei dem des kombinierten Fräs- und Dreh-(Dreh)räumeinwerkzeug 1 gemäß Fig. 3 sind die Fräseinsätze 3 derart angeordnet sind, dass deren Schneidkanten 16 die Schneidkanten 17 der Schneideinsätze 4 zum Drehräumen oder Dreh-Drehräumen o bzw. die Einsätze 5 zum Schleifen bezogen auf die Mitte des Werkzeugträgers 2 radial überragen. Ebenso sind bei dem kombinierten Dreh-(Dreh)räum- und Schleifwerkzeug 1 nach Fig. 5 die Schneideinsätze 4 zum Dreh-(Dreh)räumen derart angeordnet sind,
dass deren Schneidkanten 17 die Einsätze 5 zum Schleifen bezogen auf die Mitte des Werkzeugträgers 2 radial überragen.In the combined milling and grinding tool 1 shown in FIG. 1 and in the combined milling and turning (rotary) raumeinwerkzeug 1 shown in FIG. 3, the milling inserts 3 are arranged such that their cutting edges 16, the cutting edges 17 of the cutting inserts 4 for Turning spaces or rotary turning spaces o or the inserts 5 project radially for grinding relative to the center of the tool carrier 2. Similarly, in the combined rotary (rotary) spatial and grinding tool 1 of FIG. 5, the cutting inserts 4 are arranged for rotation (rotation) space such that their cutting edges 17 radially project beyond the inserts 5 for grinding, relative to the center of the tool carrier 2.
Fig. 7 zeit schematisch eine Vorrichtung oder Maschine 20 zur spanenden Bearbeitung des Werkstücks 6 mit um eine Hauptlagerachse 21 rotationssymmetrischen und hierzu exzentrischen Lagerflächen, insbesondere der Hauptlager 22 und Hublager 23 der Kurbelwelle 6. Die Vorrichtung 20 umfasst ein Maschinenbett 24 mit darin in Z-Richtung verschiebbar angeordneten Spindelstöcken 25a, 25b. Zwischen diesen ist die Kurbelwelle 6 eingespannt und dabei in Richtung des Pfeils 26 um deren Hauptlagerachse oder C-Achse 21 rotatorisch antreibbar gelagert.7 schematically shows a device or machine 20 for machining the workpiece 6 with about a main bearing axis 21 rotationally symmetrical and eccentric bearing surfaces, in particular the main bearing 22 and the lifting bearing 23 of the crankshaft 6. The device 20 includes a machine bed 24 with therein in Z- Direction slidably arranged headstocks 25a, 25b. Between these, the crankshaft 6 is clamped and thereby rotatably supported in the direction of the arrow 26 about the main bearing axis or C-axis 21.
Zwei Werkzeugsupports 27a, 27b der Bearbeitungsvorrichtung oder -maschine 20 tragen jeweils ein nachfolgend als Kombinationswerkzeug bezeichnetes kombiniertes Werkzeug 1 gemäß den Figuren 1 , 3 und/oder 5, beispielsweise jeweils ein kombiniertes Fräs- und Dreh-Drehräumwerkzeug 1 gemäß Fig. 3. Diese sind zurTwo tool supports 27a, 27b of the processing device or machine 20 each carry a combined tool 1 according to FIGS. 1, 3 and / or 5, referred to below as a combination tool, for example a combined milling and turning tool 1 according to FIG to
Bearbeitung des Hublagers 23 oder des Hauptlagers 22 der Kurbelwelle 6 gegen diese zugestellt. Die Kombinationswerkzeuge 1 sind auf dem jeweiligen Support 27a, 27b in Richtung des Pfeils 28 um die zur Hauptlagerachse 21 parallel versetzte B-Achse 29 rotatorisch antreibbar gelagert. Die Werkzeugsupports 27a, 27b sind zudem in Richtung des Pfeils 30, d.h. in X-Richtung verschiebbar. Des weiteren sind dieProcessing of the stroke bearing 23 or the main bearing 22 of the crankshaft 6 delivered against this. The combination tools 1 are rotatably driven drivable on the respective support 27a, 27b in the direction of the arrow 28 about the B-axis 29 offset parallel to the main bearing axis 21. The tool supports 27a, 27b are also in the direction of the arrow 30, i. displaceable in X-direction. Furthermore, the
Werkzeugsupports 27a, 27b in Richtung der Pfeile 31 , d.h. in Z-Richtung verschiebbar.Tool supports 27a, 27b in the direction of the arrows 31, i. displaceable in the Z direction.
Bei der Bearbeitung der Kurbelwelle 6 wird je nach Verarbeitungsverfahren das Werkzeug 1 um dessen Mitte oder Mittelpunkt in eine Rotationsbewegung angetrieben. Zum Außenfräsen werden dabei die Fräseinsätze 3 mit dem zu bearbeitenden Werkstück 6, d.h. insbesondere eines Hublagers 23 der Kurbelwelle 6, in Vorschubrichtung zugestellt. Die Schnittgeschwindigkeit ergibt sich dann aus der Umdrehungszahl von z. B. 1000U/min des Werkzeugs 1.When machining the crankshaft 6, depending on the processing method, the tool 1 is driven about the center or center point in a rotational movement. For external milling, the milling inserts 3 with the workpiece 6 to be machined, i. in particular a stroke bearing 23 of the crankshaft 6, delivered in the feed direction. The cutting speed then results from the number of revolutions of z. B. 1000rpm of tool 1.
Mit dieser Vorrichtung 20 und insbesondere aufgrund des Einsatzes von zwei Kombinationswerkzeugen, z. B. von zwei kombinierten Fräs- und Dreh-Drehräum¬ werkzeugen 1 können gleichzeitig zwei Lager 22, 23 der Kurbelwelle 6 spanend
bearbeitet werden. Je nach eingesetztem Kombinationswerkzeug 1 können dabei beispielsweise zwei Lager 22, 23 durch Fräsen, durch Dreh-Drehräumen bzw. durch Schleifen bearbeitet werden. Auch kann mit derselben Vorrichtung 20 das eine Lager 23 durch Fräsen oder Schleifen bearbeitet werden, während das andere Lager 22 durch Dreh-Drehräumen oder Schleifen bearbeitet wird, ohne das ein Werkzeugwechsel vorgenommen werden muß. Dabei kann die Auslastung der Maschine oder Vorrichtung 20 optimiert werden, in dem die Auslastung auf die beiden Werkzeugsupports 27a, 27b möglichst gleichmäßig verteilt wird.
With this device 20 and in particular due to the use of two combination tools, eg. B. of two combined milling and turning Drehräum¬ tools 1 can simultaneously two bearings 22, 23 of the crankshaft 6 by machining to be edited. Depending on the combination tool 1 used, for example, two bearings 22, 23 can be machined by milling, by turning-turning chambers or by grinding. Also, with the same device 20, the one bearing 23 can be machined by milling or grinding, while the other bearing 22 is machined by turning lathe or grinding, without a tool change must be made. In this case, the utilization of the machine or device 20 can be optimized, in which the load on the two tool supports 27a, 27b is distributed as evenly as possible.