DE2557701C3

DE2557701C3 - Verfahren zur Herstellung der Aufnahmeplatte einer Vorrichtung zum paßgenauen Aufspannen von Werkstücken

Info

Publication number: DE2557701C3
Application number: DE19752557701
Authority: DE
Inventors: Rudi 7000 Stuttgart Bluemle
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-12-20
Filing date: 1975-12-20
Publication date: 1983-11-24
Also published as: DE2557701B2; DE2557701A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Aufnahmeplatte nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs. Vorrichtungen, die über Aufnahmeplatten verfügen, in denen sich Einsatzbuchsen enthaltende Bohrungen in genauem Rasterabstandsmaß befinden, sind bekannt (DE-OS 22 32 387, Druckschrift der Firma VFW- Fokker »VA PA-System«, Seite 12).

Die bekannten Aufnahmeplatten werden in der Weise hergestellt, daß zunächst in der Platte abstandsgenaue Bohrungen im Rastersystem erzeugt werden, in die anschließend im Durchmesser mit den Bohrungen übereinstimmende Einsatzbuchsen eingesetzt werden. Dieses erfolgt mittels Bearbeitungsmaschinen von entsprechender Genauigkeit

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Herstellungsverfahren für eine solche Aufnahmeplatte anzugeben, welches den Einsatz solcher, hochgenau arbeitender Bearbeitungsmaschinen nicht erforderlich macht und das dennoch eine hohe Genauigkeit und eine Reproduzierbarkeit von nach diesem Verfahren hergestellten Aufnahmeplatten gewährleistet.

Das erfindungsgemäße Verfahren löst diese Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs und hat den Vorteil, daß nur ein einziges Mal für ein vorgegebenes Rasterspannsystem eine Meisterplatte mit höchster Genauigkeit hergestellt werden muß und dann bei dem sich wiederholenden Herstellungsgang keine Maßnahmen mehr erforderlich sind, die besondere Anforderungen an die Genauigkeit stellen. Abstand und Durchmesser der Bohrungen brauchen nur normale Genauigkeit zu haben. Damit erlaubt das preisgünstige Duplizieren eines einmaligen Genauigkeitsstandards, daß nunmehr die Versorgung auch kleinerer Herstellungsbetriebe und sogar von Handwerkern mit einem hochgenauen Lehrensystem möglich ist. Vorteilhaft ist außerdem, daß Beschädigungen der Bohrungen der Aufnahmeplatte, die früher das ganze System wertlos machten, ohne Schwierigkeiten repariert werden können, indem die beschädigte Buchse herausgeschlagen und unter Bezugnahme auf das Rasterabstandsmaß noch vorhandener Präzisionsbuchsen eine neue Buchse mit Hilfe der gleichen Vergießtechnik eingesetzt wird. Im übrigen ist eine Wärmeentwicklung beim Bohren der Aufnahmeplatte ohne besondere Bedeutung, so daß mit entsprechenden Bohrvorrichtungen auch sämtliche Koordinatenbohrungen gleichzeitig in dem Material der Aufnahmeplatte gebohrt werden können.

An sich ist das Eingießen von Buchsen in entsprechend größere Bohrungen schon zu anderen Zwecken eingesetzt worden. So ist aus der US-PS 35 88 989 ein Präzisionsdrehtisch bei Werkzeugmaschinen bekannt, der zum Bearbeiten des Werkstückes jeweils um vorgegebene, präzise Winkelstellungen verdreht werden muß. Dazu hat das den Drehtisch tragende Gestell einen pneumatisch verschiebbaren Stift, der jeweils in

so eine der im Gestell eingegossenen Buchsen einfällt. Zur winkelmäßigen Ausrichtung dieser Buchse am Werktisch und für eventuelle Reparaturarbeiten sind die Buchsen im Tisch zunächst in Bohrungen mit radialem Spiel gehalten, woraufhin dann der Tisch mit Hilfe eines

Auto-Collimators in jeweils präzise Winkelpositionen gebracht wird. Der Haltestift fährt dann in die lose gehaltene jeweilige Buchse ein, zentriert diese, und der freie Ringraum zwischen Bohrung und Buchse wird mit einem Epoxidharz ausgefüllt. Nach Aushärtung wird der Stift zurückgezogen, der Tisch in die nächste hochpräzise Winkelposition verfahren, und der Vorgang wiederholt sich entsprechend.

Bei der US-PS 32 64 941 wird die Stellung des Werkzeughalters einer Drehbank mit Hilfe von 4 Zapfen und 4 Buchsen bestimmt, so daß bei einer Drehung um 90° jeweils eine einwandfreie neue Winkelstellung erreicht wird. Bei der Anbringung der Buchsen im Werkzeughalter wird der Halter mit seinem

Lagerteil zusammengefügt, wobei die Zapfen des Werkzeughalters die Buchsen der Lagerung zunächst in größeren Aufnahmebohrungen halten. Anschließend wird eine Legierung aus Wismut und Indium von hinten in die Aufnahmebohrungen für die Buchsei., eingegossen, die hierdurch eine fixierte Lagerung erfahren.

Aus der DE-AS 10 46 415 ist es bekannt, die Xugelführung einer Lagerung bezüglich einer Lagerbock-Anschraubfläche auszurichten und in einen Ringspalt zwischen der Lagerbuchse und der Lagerbockführung aushärtenden Kunststoff einzugießen, wodurch es gelingt, zwei Teile, die man an ihren zugeordneten Flächen nicht genauer zu bearbeiten wünscht, in einer gegenseitigen festen Abitandsbeziehung zu halten.

Schließlich ist es noch aus der DE-PS 8 08 750 bekannt, Feinführungsbuchsen an Formkästen mittels an der Formmodellplatte angebrachten Stiften ausgerichtet in größeren Bohrungen der Formkastennocken zu halten und die Zwischenräume mit Blei oder einem ähnlichen Material auszugießen.

Schließlich ist aus dem »Kunststoffbuch«, 18. Auflage, 1971, Seite 365, u.a. die Verwendungsmöglichkeit von Epoxidharzen im Bereich von Werkzeugen der Metallbearbeitung bekannt. ■

Bei der Herstellung einer Lagerauskleidung aus Kunststoff ist es aus der DE-OS 20 16 746 bekannt, den Kunststoff zunächst in die unten verschlossene Lagerbohrung zu geben und diesen dann mit einem zylindrischen Stempel in den zwischen Stempel und Bohrung vorgesehenen Ringraum hochzudrücken.

Die Erfindung wird beispielhaft anhand der Zeichnung (F i g. 1 und 2) erläutert. Damit die in den Figuren gezeigte Rasteraufspannplatte hergestellt werden kann, werden in diese zunächst in dem gewünschten Rasterabstandsmaß angeordnete Aufnahmebohrungen

5 gebohrt, wobei diese »Vorbohrungen« eine Ungenauigkeit im Raster zulassen, daher zur Herstellung der Aufnahmebohrungen nur mit normaler, üblicher Genauigkeit bei bescheidenem Kostenaufwand vorgegangen werden muß; so kann beispielsweise das Raster der Aufnahmebohrungen eine Toleranz von ±03 mm haben. Es versteht sich, daß ein solches ungenau gebohrtes Raster den Präzisionsanforderungen im Werkzeugbau, bei der reproduzieriahigen Lagerung von Werkstücken u. dgl. nicht genügen würde.

Daher sind Präzisionsbuchsen, bevorzugt aus Stahl, vorgesehen, von denen eine bei 6 in perspektivischer Ansicht dargestellt ist. Die Präzisions-Einsatzbuchsen 6 verfügen über eine genaue Innenbohrung 7, sind im wesentlichen zylindrisch ausgebildet und verfugen über Außenabmessungen, die keinen Präzisionsanforderungen unterworfen sind. Die Einsatzbuchsen bestehen jedoch bevorzugt aus gehärtetem Stahl.

Zur Herstellung einer Aufspannplatte 2 wird dann weiter so vorgegangen, daß zwischen dem Außendurchmesser der Präzisions-Einsatzbuchsen 6 und der ungenau gebohrten Aufnahmeöffnungen 5 in der Aufspannplatte ein merklicher Zwischenraum vorliegt. Die Aufnahmebohrungen 5, wie insbesondere der Querschnittsdarstellung der F i g. 2 entnommen werden kann, sind bei 8 abgesenkt ausgebildet; in diesem Fall weisen die zugehörigen Präzisions-Einsatzbuchsen eine entsprechende Schulter 9 auf, die bei der Einsatzbuchse

6 der Fig. 1 gestrichelt dargestellt ist. Im einfachsten Fall können jedoch die Aufnahmebohrungen 5 durchgehend zylindrisch ohne Absatz ausgebildet sein, die Einsatzbuchsen 6 aus gehärtetem Stahl sind dann ebenfalls ohne Abstufung zylindrisch ausgebildet.

Das weitere Vorgehen bestimmt uch dann dadurch, daß es erforderlich ist, die in die Aufnahmebohrungen 5 eingeführten und dort mit merklichem Abstand lose angeordneten Einsatzbuchsen 6 in ihrer späteren, noch einzunehmenden Präzisionsposition mit Hilfe der Präzisionsmeisterplatte zu bestimmen, d. h. mit anderen Worten die Präzisionsmeisterplatte gibt mit ihrem jeweiligen Hochpräzisions-Rastermaß die Position der Präzisions-Einsatzbuchsen in der Spannplatte vor, die

ίο sich anfänglich, nämlich durch die Aufnahmebohrung 5, nur ungenau lokalisieren läßt

Es wird dann so vorgegangen, daß auf nicht dargestellte, im Präzisionsabstandsmaß in der Meisterplatte vorhandenen Stifte, deren Außendurchmesser äußerst präzise dem Innendurchmesser der Einsatzbuchsen entspricht, diese Präzisions-Einsatzbuchsen aufgesteckt werden, anschließend kann man die Aufspannplatte 2 mit ihrem ungenau gebohrten Raster darüberheben und die von den Stiften der Präzisionsmeisterplatte in ihrer relativen Position zueinander präzise festgelegten Einsatzbuchsen in die Aufnahmebohrungen 5 absenken. Der sich dann zwischen den Aufnahmebohrungen 5 und dem Außenumfang der Einsatzbuchsen 6 ergebende Ringraum, der beispielsweise im Bereich zwischen 1 bis 3 mm liegen kann, wird dann mit einem aushärtbaren Kunststoff angefüllt. Dieser Kunststoff, bei dem es sich bevorzugt um ein Zweikomponenten-Gießharz handelt, kann durch Eintröpfeln, in den abstandsmäßigen Ringraum zwischen Aufnahmebohrung 5 und Einsatzbuchse 6 eingebracht werden, wobei von dem Kunstharz nicht zu benetzende Flächen mit einem entsprechenden Trennmittel beschichtet werden. Da solche Zweikomponenten-Spezialkleber von außerordentlicher Festigkeit und Beständigkeit sind, lassen sich auf diese Weise die Einsatzbuchsen mit höchster Präzision und für immer unverrückbar in den zugeordneten Aufnahmebohrungen in ihrer Präzision festlegen; sie behalten diese Position auch nach Abnahme von der Präzisionsmeisterpiatle bei und bilden zusammen mit den Aufnahmebohrungen in der Rasterspannplatte 2 nunmehr ein Hochpräzisionsinslrument mit einer Rastergenauigkeit von hier beispielsweise ±0,01 mm. Diese Genauigkeit wird durch das Eingießen der Präzisionsbuchsen in das ungenau gebohrte Raster der Aufspannplatte 2 erzielt.

Es kann zur Positionierung der Präzisions-Einsatzbuchsen 6 aus gehärtetem Stahl auch so vorgegangen werden, daß die jeweils anzufertigende Aufspannplatte so auf die Präzisionsmeisterplatte aufgelegt wird, daß die Stifte der Meisterplatte in die ungenauen Raster-Aufnahmebohrungen der Aufspannplatte 2 hineinragen. Vorher können die Außenflächen der Stifte und überhaupt die gesamte Präzisionsmeisterplaite mit einem Trennmittel beschichtet werden. In gleicher Weise kann eine Trennmittelbeschichtung an der Innenbohrung der Einsatzbuchsen vorgenommen werden. Damit es zu einer vollständigen Ausfüllung des Ringraums zwischen Aufnahmebohrung und Einsatzbuchse kommt, kann dann eine vorgegebene Menge an Zweikomponenten-Gießharz jeweils auf den Boden der Aufnahmebohrung gegeben werden, dieser Boden ist bei auf die Meisterplatte aufgesetzter Aufspannplatte 2 gebildet von der Meisterplattenoberflächc und ggf. Teilen der Präzisionshaltestifte für die Einsatzbuchsen. Anschließend drückt man dann die auf die Stifte aufgesetzten Einsatzbuchsen 6 nach unten, wobei die vorher eingegebene, aushärtbare Abstandsmasse zusammengedrückt und von allen Seiten in den

Ringraum hinein und nach oben gepreßt wird, bis diese Masse schließlich am oberen Rand austritt und man die Gewißheit hat, daß der gesamte Ringraum mit der Gießharzmasse ausgefüllt ist. Reste der Masse können dann abgewischt werden, und es erfolgt die zum Teil 5 mehrere Stunden erfordernde Aushärtung der Zweikomponenten-Gießharzmasse bei auf die Meisterplatte aufgesetzter Aufspannplatte 2. Bei dem Zweikomponenten-Gießharz kann es sich bevorzugt um ein Epoxidharz handeln. ι ο

Nach erfolgter Aushärtung gelangt man zu einer Aufspannplatte, deren im Rasterabstandsmaß angeordnete Aufnahmeöffnungen, die von den Innenbohrungen 7 der Einsatzbuchsen gebildet sind, eine Rastergenauigkeit einhalten, die sämtlichen, auch außerordentlich hohen Ansprüchen im Werkzeugbau und bei der Bearbeitung von Werkstücken genügt.

Es versteht sich, daß die als Anschlag dienende Oberfläche der Aufspannplatte 2 präzisionsbearbeitet und geschliffen ist, daher weist die in F i g. 2 mit dem Bezugszeichen A angegebene Dicke der Aufspannplatte 2 eine Bearbeitungsgenauigkeit auf, die der Rastergenauigkeit von ±0,01 mm entspricht.

Die Präzisionsmeisterplatte muß nicht von Anfang an mit im präzisen Rasterabstandsmaß angeordneten und herausragenden Stiften versehen sein, auf die die Einsatzbuchsen für die jeweilige Rasterspannplatte aufgeschoben werden; es ist auch möglich, die Präzisionsmeisterplatte nur mit, selbstverständlich im hochpräzisen Rasterabstandsmaß liegenden Bohrungen zu versehen, in die dann den erwähnten Einsteckstiften ähnliche Stifte eingeführt werden, die dann zur Zentrierung der Präzisions-Einsatzbuchsen für die Spannplatten dienen.

Das beschriebene Einsetzen der Buchsen ist nicht nur für Aufnahmeplatten aus Metall, wie beispielsweise Gußeisen geeignet, sondern auch für Kontrollplatten aus Marmor oder Platten für elektrische Zwecke aus Glas oder Acrylglas.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung der Aufnahmeplatte einer Vorrichtung zum paßgenauen und hochpräzisen Aufspannen und Befestigen von zu bearbeitenden Werkstücken oder für den Vorrichtungsbau, in der in festgelegten Koordinatenabständen zur Bildung eines Rastersystems Einsatzbuchsen enthaltende Bohrungen angeordnet sind, die der Aufnahme und Befestigung von Anschläge für Werkstücke bildende Aufnahmeteilen, beispielsweise Aufspannwinkeln, Anschlag- oder Auflageleisten od. dgl. dienen, wobei in der Aufnahmeplatte zunächst die Bohrungen erzeugt und dann in diese die Buchsen eingesetzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß

a) die Bohrungen der Auinahmeplatte in dem gegebenen Rasterabstandsmaß mit normaler Genauigkeit (z. B. ± 03 mm) gebohrt werden,

b) in diese Bohrungen Einsatzbuchsen mit geringerem Durchmesser als der Bohrungsdurchmesser unter Bildung eines Zwischenraums eingesetzt werden,

c) die Abstände der eingesetzten Einsatzbuchsen zueinander mit Hilfe einer in einem hochpräzisem Rasterabstandsmaß Stifte aufweisenden Meisterplatte als Schablonenlehre bestimmt werden und

d) in die Zwischenräume zwischen Einsatzbuchsen und Bohrungen ein aushärtbares Kunststoffmaterial eingeführt wird und nach Aushärtung desselben Aufnahmeplatte und Meisterplatte voneinander getrennt werden, so daß die Einsatzbuchsen in der Aufnahmeplatte im hochpräzisen Rasterabstand verbleiben.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeplatte auf die Meisterplatte so aufgelegt wird, daß die das Rasterabstandsmaß bestimmenden Stifte der Meisterplatte in die Bohrungen der Aufnahmeplatte ragen, daß auf die von dem Kunststoffmaterial nicht zu benetzenden Flächen ein Trennmittel aufgebracht wird und daß anschließend in die unten durch die Meisterplatte abgedeckten Aufnahmebohrungen das Kunststoffmaterial eingegeben und auf die Stifte der Meisterplatte die Einsatzbuchsen aufgeschoben und so nach unten gedrückt werden, daß das nach oben dringende Kunststoffmaterial den Ringraum zwischen Einsatzbuchse und Aufnahmebohrung völlig ausfüllt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als aushärtbares Kunststoffmaterial ein Zweikomponenten- Epoxidgießharz verwendet wird.