DE19800515A1

DE19800515A1 - Verfahren zur Aufarbeitung verformter Kegelinnenoberflächen der Werkzeugaufnahmen an Spindeln von Bearbeitungszentren

Info

Publication number: DE19800515A1
Application number: DE1998100515
Authority: DE
Inventors: Gerhard Scheffler; Joachim Gulde
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-01-09
Filing date: 1998-01-09
Publication date: 1999-07-22

Description

Ortsbewegliche Schleifmaschinen für das Nachschleifen von Passungen an wasserdicht verschließbaren Schotten von Schiffen sind der USA Patentschrift: 2.528.511 zu entnehmen.

Die USA Patentschrift: 3.187.470 befaßt sich mit einer ortsbeweglichen Schleifmaschine, die Schleif- und Läppvorgänge an den Kegelinnenoberflächen von Werkzeugaufnahmen der Spindeln von Bearbeitungszentren ausführen sollen, wobei unterschiedliche Bearbeitungsvorgänge von verschiedenen Bearbeitungsvorrichtungen durchgeführt werden.

Bei der Deutschen Patentschrift: 4.306.162 ist nur eine Bearbeitungsart und zwar das Schleifen vorgesehen. Ein linear geführter Schleifarm trägt einen von einem Luftmotor angetriebenen Schleifstein, der sich linear relativ zur verformten Kegelinnenoberfläche bewegen läßt, wobei diese mit der Spindel rotiert.

Die in dieser Patentschrift angegebenen Vorteile werden zum Teil auch von der USA Patentschrift erfüllt, obwohl die Vorrichtungen große Unterschiede aufweisen.

Die Erfindung will einerseits mit Hilfe der Ortsbeweglichkeit der Vorrichtung Totzeiten beim Bearbeitungszentrum vermeiden und andererseits die Vorrichtung so gestalten, daß mit einer einzigen Vorrichtung mehrere Bearbeitungsarten durchführbar sind.

Darüber hinaus ist es Aufgabe der Erfindung die reinen Bearbeitungszeiten auf ein Minimum zu senken.

Die vorerwähnten beiden Aufgabenstellungen werden durch die Lehre nach Anspruch 1 erfüllt. Die Spindeln müssen nicht mehr abgebaut und zu Spezialwerkstätten transportiert werden.

Die außerordendlich langen Bearbeitungszeiten für das Abschleifen überschüssigen Materiales verkürzen sich etwa um die Hälfte der bisherigen Schleifzeit durch das schnellere Spanabheben.

Nachfolgende weitere Bearbeitungsvorgänge, wie beispielsweise Honen oder Läppen, erfordern nicht die Montage einer zweiten Vorrichtung. Auch wird die Zeit für die Feineinstellung des Winkels der Linearführung für die Werkzeuge gespart.

Die Lehre des Anspruchs 1 wird durch den Anspruch 2 vorteilhaft ergänzt. Für die spanabhebende Bearbeitung kann die Vorrichtung praktisch bis auf einen Wechsel des Werkzeug schaftes unverändert bleiben und es muß keine Neueinstellung des Linearwinkels erfolgen.

Bei Drehbänken zur spanabhebenden Bearbeitung wird üblicherweise die Drehzahl und der Vorschub den jeweiligen Verhältnissen angepaßt. Die Drehzahl der Spindeln am Bearbeitungszentrum sollte tunlichst konstant bleiben, obwohl sich der vom Schneidwerkzeug relativ zu der Kegelinnenoberfläche zurückgelegte Weg je nach der linearen Position ändert. Der Anspruch 3 sorgt für eine Optimierung und damit Beschleunigung des Arbeitsganges "Spanabheben".

Der Schneidwiderstand ändert sich auch mit der Beschaffenheit des Materials und dem Zustand der Schneidwerkzeuge. Die Verwendung des Anspruchs 4 kann in diesem Zusammenhang Fehlzeiten vermeiden.

Der Anspruch 5 ergänzt die Lehre nach Anspruch 4.

Der Vorrichtungsanspruch 6 und die folgenden befassen sich mit konstruktiven Details mit deren Hilfe es möglich wird, zwei oder mehr unterschiedliche Arbeitsvorgänge bei unterschiedlichen Arbeitsverfahren mit nur einer Vorrichtung bei unveränderter Winkeleinstellung durchzuführen.

Die eingangs erwähnten Aufgabenstellungen sind von den Ansprüchen erfüllt und die angestrebten Vorteile wurden in der Praxis als erreicht bestätigt.

Die Zeichnung dient dem besseren Verständnis sowohl der Ver fahrensanspruche als auch der Vorrichtung zur Durchführung der Verfahren.

Die konstruktive Ausführung kann ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen durchaus geändert werden.

Die Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht einer ortsbeweglichen Vor richtung 6 mit der sowohl eine spanabhebende, als auch eine honende Verformung der Kegelinnenoberfläche 1 von Werk zeugaufnahmen 2 der Spindeln 4 von Bearbeitungszentren 3 möglich ist und gegenüber dem Stand der Technik eine schnellere Reparatur ermöglicht.

Eine Linearführung 7 ist um eine Gelenkachse 24 schwenkbar mit der Grundplatte 15 verbunden.

Die Grundplatte 15 kann aus einer Unterplatte 21 und über eine Schwalbenschwanzführung 16 gegenüber dieser geführten Oberplatte 27 bestehen. Auf der Oberplatte 27 ist ein Schlitten 17 linear geführt, an dessen Gelenk 18 ein Stützarm 19 ange schlossen ist, dessen anderes freies Ende mit der Gelenklasche 23 an der Linearführung 7 angreift. Durch Verschieben des Schlittens 17 läßt sich die Winkelstellung 20 der Linearführung 7 sehr genau einstellen. Mit der Gelenkachse 24 kann eine Meßuhr für die Winkeleinstellung 20 in Verbindung stehen.

Die ganze Vorrichtung 6 ist mit ihrer Grundplatte 15 fest mit dem Tisch 5 des Bearbeitungszentrums 3 verbunden.

Die mit dem Tisch 5 fest verbundene Unterplatte 21 trägt stirnseitig einen Stützblock 28 in der eine Gewindemutter eingefaßt ist. In die Gewindemutter greift eine Gewinde stange 29 ein, bei deren Drehung eine Feinverschiebung der Oberplatte 27 erfolgt. Die Winkeleinstellung 20 bleibt unver ändert.

Es ändert sich nur die Zustellung oder Spandicke durch die Parallelverschiebung der Linearführung 7.

Die Linearführung 7 ist über einen Kugelspindeltrieb mit einer Kegelumlaufmutter 26 verbunden. Die Kugelspindel 25 wird über ein Vorgelege 22 von dem regelbaren E-Motor 14 ange trieben. Die rechnergesteuerte Regelung ist nicht dargestellt. Als Parameter für die Rechnersteuerung können die unterschied lichen Umfangswege der Bearbeitungswerkzeuge 8 und 11 an den Kegelinnenoberflächen 1 sowie oder alternativ der Schneid- oder Honwiderstand am jeweiligen Werkzeug eingegeben werden.

Die Fig. 1a zeigt eine spanabhebende Werkzeugschneide 9 die in geeigneter Weise an dem Ende eines Schaftes 12 angebracht ist. Der Schaft 12 ist in einer Führung innerhalb des linear verschiebbaren Teiles 13 der Linearführung 7 eingesteckt und befestigt.

Die Fig. 1b ist wie die Fig. 1a ein Teilschnitt durch die Spindel 4 mit ihrer zu bearbeitenden Kegelinnenoberfläche 1 der Werk zeugaufrahme 2.

Am Ende des Schaftes 12 ist ein Honstein 11 befestigt. Alle Bearbeitungsverfahren zur Oberflächenvergütung mit linear ver schiebbaren Werkzeug 8, 9, 11 und rotierender Spindel 4 lassen sich mit den Verfahren und den Vorrichtungen nach der Erfindung ohne Neueinstellung der Winkeleinstellung 20 durchführen.

Die Fig. 2 zeigt eine Kegelinnenoberfläche 1 im Teilschnitt als Abwicklung, um die Verschiebung dieser Fläche in Richtung auf den geringsten Innendurchmesser (10) bei der erforderlichen Materialabtragung deutlich zu machen.

Bezugszeichenliste

1

Kegelinnenoberfläche

2

Werkzeugaufnahmen

3

Bearbeitungszentrum

4

Spindel

5

Tisch des Bearbeitungszentrums

6

Vorrichtung ortsbeweglich

7

Linearführung

8

Schneidewerkzeug

9

Schneide

10

kleinster Innendurchmesser der Kegelinnenoberfläche

11

Honstein

12

auswechselbare Schäfte

13

verschiebbares Teil der Linearführung

7

14

regelbarer E-Motor

15

Grundplatten

21

u.

27

16

Schwalbenschwanzführung

17

linear geführter Schlitten

18

Gelenk

19

Stützarm

20

Winkeleinstellung

21

Unterplatte

22

Vorgelege

23

Gelenklasche

24

Gelenkachse

25

Kugelspindel

26

Kugelspindelumlaufmutter

27

Oberplatte

28

Stützblock

29

Gewindestange

Claims

1. Verfahren zur Aufarbeitung von verformten Kegelinnenoberflächen (1) der Werkzeugaufnahmen (2) an nicht von dem Bearbeitungszentrum (3) getrennten Spindeln (4) mit Hilfe einer mit dem Tisch (5) des Bearbeitungszentrums (3) verbundenen Vorrichtung (6), die eine winkelverstellbare Linearführung (7) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst mit linear geführten spanabhebenden Schneidewerkezugen (8) die mit der Spindel (4) sich relativ in Umfangsrichtung gegenüber der Schneide (9) des spanabhebenden Werkzeuges (8) bewegende Kegelinnenoberfläche (1) in Richtung auf den kleinsten Innendurchmesser (10) durch Materialabtragung verschoben wird und danach erst weitere Bearbeitungsvorgänge zu Oberflächenvergütung bei unveränderter Winkeleinstellung (20) erfolgen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste weitere Arbeitsgang ein Honvorgang ist, wobei die für den spanabhebenden Arbeitsgang erfolgte Feineinstellung des Winkels der Linearführung (7) unverändert bleibt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der lineare Vorschub der Werkzeuge über eine Rechnergesteuerte Regelung erfolgt der die vom jeweiligen Umfang abhängige Relativgeschwindigkeit zwischen dem Bearbeitungspunkt an der Kegelinnenoberfläche (1) und dem Bearbeitungswerkzeug als Parameter verwendet (Schneide 9/Honstein 11).

4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß über einen Sensor der Schneidwiderstand gemessen wird und als Parameter für die Berechnung des optimalen Vorschubs dient.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotationsgeschwindigkeit der in Aufarbeit befindlichen Spindel (4) konstant gehalten wird.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Verfahrensansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die linear geführten Bearbeitungswerkzeuge (8-11) an auswechselbaren Schäften (12) befestigt sind, die ihrerseits mit einem verschiebbaren Teil (13) der Linearführung (7) starr verbunden sind der über einen Kugelspindeltrieb mit regelbaren E-Motor (14) linear verschiebbar ist und dessen Drehzahl von der Rechnersteuerung abhängt.

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Verfahrensanspruche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte (15) der Vorrichtung (6) über eine Schwalbenschwanzführung (16) starr aber verstellbaren mit dem Tisch des Bearbeitungszentrums (5) verbunden ist und einen linearge führten Schlitten (17) trägt, an dem sich über ein Gelenk (18) ein Stützarm (19) anschließt der seinerseits gelenkig an der Linearführung (7) für die Bearbeitungswerkzeuge (8-11) angeschlossen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die für die Winkeleinstellung (20) der Linearführung (7) maßgehende lineare Position des Schlittens (17) gegenüber der Oberplatte (27) über Meßuhren ablesbar ist.

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Verfahrensansprüche 1-5 und der Vorrichtungsansprüche 6-8, dadurch gekennzeichnet, daß die ortsbewegliche Vorrichtung (6) wenigstens eine spanabhebende und eine honende Einrichtung (8-11) über eine gemeinsame Kugelspindel-Linearführung (7) und deren Winkeleinstellung (20) über eine gemeinsame auf dem Tisch (5) des Bearbeitungszentrum (3) montier bare Grundplatte (15) zu einer Einheit verbunden ist.