DE4436365A1 - Drehmaschine - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Drehmaschine mit den Merkmalen des Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 11.

Es sind Drehmaschinen bekannt, bei denen die Werkzeuge auf einem oder mehreren Planschlitten in X-Richtung, d. h. radial zur Drehachse des Werkstücks, verfahrbar sind. Die Planschlitten sitzen auf einem gemeinsamen Bettschlitten, der in Z-Richtung, d. h. in Richtung der Drehachse des Werkstücks verfahrbar ist. Zum Bearbeiten eines Drehteils wird das Werkstück von der Hauptspindel in Drehung versetzt und jeweils ein Werkzeug wird an die Umfangs- oder Stirnfläche des Werkstücks herangefahren, um dort die spanabhebende Bearbeitung vorzunehmen.

Es gibt universell einsetzbare Drehmaschinen mit meist zwei unabhängig voneinander einsetzbaren Planschlitten, auf denen jeweils ein Werkzeug bzw. eine Werkzeugeinheit montiert ist. Es handelt sich in der Regel dabei um einen Werkzeugrevolver, auf dem eine Vielzahl von feststehenden oder auch drehend angetriebenen Werkzeugen montiert ist.

Es sind auch Drehmaschinen bekannt, bei denen über eine CNC-Steuerung mehrere Werkzeuge gleichzeitig im Eingriff mit dem Werkstück stehen können.

Herkömmliche Drehmaschinen verfügen über einen Bettschlitten mit einem Planschlitten und einem Oberschlitten mit meist nur einem Werkzeug bzw. darauf montierten Werkzeugrevolver, auf dem die Werkzeuge montiert sind.

Bei diesen bekannten Drehmaschinen ist es nun erwünscht, eine wirtschaftlichere, d. h. im wesentlichen schnellere und einfachere Bearbeitung des Werkstücks zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird von einer Drehmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst.

Weil der erste Planschlitten und der zweite Planschlitten zum Verfahren in X-Richtung mechanisch miteinander koppelbar sind, können beide Werkzeugeinheiten gleichzeitig mit dem Werkstück in Eingriff stehen, so daß bei identischen Werkzeugen pro Zeiteinheit das doppelte Spanvolumen abgehoben werden kann, oder daß ein Arbeitsgang wesentlich vorteilhafter ausgeführt werden kann. Außerdem ist über die mechanische Koppelung jederzeit eine außerordentlich präzise synchronisierte Bewegung der beiden Planschlitten möglich, ohne diese wie bei der bekannten CNC-Maschine programmieren zu müssen. Die Drehmaschine ist im übrigen auch als nichtnumerisch gesteuerte Drehmaschine zu verwirklichen, so daß die erfindungsgemäßen Vorteile auch bei relativ preiswerten Drehmaschinen zu erzielen sind.

Vorteilhaft ist insbesondere, wenn die beiden Planschlitten in positiver oder negativer X-Richtung mit dem gleichen Vorschub verfahrbar sind, weil dann ein symmetrisches Arbeiten mit beiden Werkzeugen möglich ist.

Es ist außerdem vorteilhaft, wenn die beiden Planschlitten auf einem gemeinsamen Bettschlitten sitzend gleichzeitig um den gleichen Wert auf die Drehachse zu oder gleichzeitig von der Drehachse weg verfahrbar sind, weil dann beispielsweise beim Abdrehen von Wellen oder Walzenrohlingen zwei Werkzeuge auf den gleichen Durchmesser eingestellt werden können und dann mit Vorschub in Z-Richtung die Oberfläche des Werkstücks bearbeiten. Nach dem ersten Arbeitsgang können dann beide Planschlitten synchron und präzise auf einen neuen Durchmesser eingestellt werden.

Es ist außerdem möglich, das bei herkömmlichen Drehmaschinen schwierige Abstechen größerer Durchmesser besonders einfach auszuführen. Man kann dann nämlich mit einem schmalen Werkzeug von einer Seite her die einzustechende Nut beginnen und dann mit einem zweiten Werkzeug, das von der anderen Seite her bezüglich der X-Richtung auf einen etwas größeren Radius eingestellt ist, die einzustechende Nut in der endgültigen Breite schneiden. Auch dieses neue und erfinderische Verfahren zum Abstechen ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung.

Das bisher schwierige Einstechen tiefer Nuten kann durch die neue Technik einfacher und schneller ausgeführt werden. Durch Verwendung zweier gegenüberliegender Werkzeuge, die auf einen Durchmesser in X-Richtung ausgerichtet sind, ist die Nutbreite also in Z-Richtung einstellbar.

Es ist vorteilhaft, wenn einer der beiden Planschlitten auf die Drehachse zu und der jeweils andere Planschlitten von der Drehachse weg mit vom Betrag her gleichem Vorschub verfahrbar sind, wenn also je ein Planschlitten in positiver und einer in negativer X-Richtung verfahrbar ist, weil dann beispielsweise an der Stirnseite eines Werkstücks die Innen- und Außenseiten von im Querschnitt symmetrischen Strukturen in einem Arbeitsgang gleichzeitig gedreht werden können.

Eine einfache Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ergibt sich, wenn die Kopplung der Planschlitten über die erste und die zweite Antriebsspindel erfolgt.

Ein mechanisch zuverlässiger Aufbau ergibt sich, wenn die oben genannte Kopplung über ein Getriebe erfolgt.

Dabei ist es vorteilhaft, wenn das Getriebe ein Stirnrädergetriebe ist.

Weil die herkömmlichen Antriebsspindeln Linksgewinde aufweisen, ist der Gegenlauf (wenn sich beide Planschlitten gleichzeitig auf die Drehachse zu oder von der Drehachse weg bewegen) einfach dadurch erreichbar, daß die Antriebsspindeln über zwei Stirnräder zur synchronen gegensinnigen Drehung koppelbar sind.

Wenn bei Antriebsspindeln mit Linksgewinde die Planschlitten im Gleichlaufverfahren werden sollen, können die Antriebsspindeln über zwei Stirnräder mit einem dazwischengeschalteten Zwischenrad zur synchronen gleichsinnigen Drehung gekoppelt werden. Es ist für die Einstellbarkeit der Planschlittenposition vorteilhaft, wenn wenigstens eine der Antriebsspindeln eine Reibungskupplung trägt.

Anhand der beigefügten Zeichnung wird im folgenden ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 die Anordnung der Antriebsspindeln einer erfindungsgemäßen Drehmaschine in einer Draufsicht;

Fig. 2 eine Ansicht zweier Werkzeughalter in Z-Richtung der Drehmaschine;

Fig. 3 ein Anwendungsbeispiel der erfindungsgemäßen Drehmaschine, Abstechen in X-Richtung;

Fig. 4 ein weiteres Anwendungsbeispiel, das Konturendrehen;

Fig. 5 das stirnseitige Planeinstechen bzw. Kernbohren unter Verwendung der erfindungsgemäßen Drehmaschine; sowie

Fig. 6 Fig. 6 ein Anwendungsbeispiel der erfindungsgemäßen Drehmaschine, Einstechen in X-Richtung.

In der Fig. 1 ist eine Verstell- oder Antriebsanordnung für die Planschlitten einer erfindungsgemäßen Drehmaschine dargestellt. Die Anordnung umfaßt eine Antriebsspindel 1, die über ihr Gewinde eine Mutter 2 für den Antrieb des ersten Planschlittens betätigt. Eine zweite Antriebsspindel 3 betätigt ihrerseits eine Antriebsmutter 4 für den zweiten Planschlitten. Die beiden Planschlitten befinden sich üblicherweise oberhalb der Antriebsspindeln 1 und 3 und sind in dieser Draufsicht der Fig. 1 nicht dargestellt.

Die gesamte Anordnung gemäß Fig. 1 ist auf einem Bettschlitten gelagert und mit diesem insgesamt in Z-Richtung verfahrbar. Im einzelnen ist die Antriebsspindel 1 in wenigstens einem Lager 5 gelagert, während die Antriebsspindel 3 in wenigstens einem Lager 6 gelagert ist. Außerdem trägt die Antriebsspindel 1 ein Stirnrad 7, das drehfest mit ihr verbunden ist, und ein weiteres Stirnrad 8, das auf der Antriebsspindel 1 drehbar gelagert ist. Eine dem Stirnrad 8 zugeordnete Kupplung 9 ist vorgesehen, um das Stirnrad 8 drehfest mit der Antriebsspindel 1 koppeln zu können. Schließlich trägt die Antriebsspindel 1 noch eine Feststellbremse 11, die der Antriebsspindel 1 zugeordnet ist, sowie endseitig ein Handrad 12, mit dem die Antriebsspindel 1 von Hand gedreht werden kann.

Die Antriebsspindel 3 trägt ein Stirnrad 13, das mit der Antriebsspindel 3 drehfest verbunden ist. Außerdem trägt die Antriebsspindel 3 endseitig eine Kupplung 14, sowie eine Feststellbremse 17.

Eine mit der Antriebsspindel 3 koaxiale Antriebswelle 16 ist in zwei Lagern 18 gelagert. Die Antriebswelle 16 trägt drehfest ein Stirnrad 19 sowie ebenfalls drehfest, aber axial verschieblich, ein weiteres Stirnrad 20.

Eine Verstellspindel 22 ist in Lagern 23 und 24 drehbar, aber axial verschieblich gelagert. Die Verstellspindel 22 trägt ein fest mit ihr verbundenes Stirnrad 25 sowie endseitig ein Handrad 26. An dem dem Handrad 26 gegenüberliegenden Ende der Verstellspindel 22 ist eine Schraubenfeder 27 vorgesehen, die die Verstellspindel 22 in axialer Richtung vorspannt.

Schließlich weist die Anordnung gemäß Fig. 1 eine Zwischenwelle 28 auf, die in Lagern 29 und 30 gelagert ist und drehfest ein Zwischenrad 31′ trägt.

Bei der Anordnung gemäß Fig. 1 stehen die Stirnräder 8 und 31′ sowie 31 und 19 ständig miteinander in Eingriff. Das Stirnrad 20 ist auf der Antriebswelle 16 axial verschieblich, so daß es in seiner einen Extremposition mit dem Stirnrad 7 kämmt, in der anderen Extremposition von diesem aber frei ist.

Das Stirnrad 25 ist mit der Verstellspindel 22 in axialer Richtung gegen die Federvorspannung der Schraubenfeder 27 verschieblich, so daß es in seiner Ruhestellung nicht mit dem Stirnrad 13 kämmt, in seiner gegen die Schraubenfeder 27 eingedrückten Position jedoch mit dem Stirnrad 13 kämmt und die betreffenden Spindeln 3 und 22 dann antriebsmäßig miteinander gekoppelt sind.

Die Fig. 2 zeigt eine Ansicht in Richtung der Drehachse des Werkstücks, also in Z-Richtung.

Ein erster Planschlitten 31 und ein zweiter Planschlitten 32 sind auf einer Führungsschiene 33 in X-Richtung verfahrbar. Die Führungsschiene 33 ist Bestandteil des Bettschlittens 34, der in der Fig. 2 nur angedeutet dargestellt ist. Der Bettschlitten 34 ist wiederum senkrecht zur Zeichenebene, also in positiver und negativer Z-Richtung verfahrbar.

Der erste Planschlitten 31 trägt an seiner Oberseite einen Werkzeughalter 36, in dem ein Werkzeug, nämlich ein Drehstahl 37 befestigt ist. Der Drehstahl 37 weist an seiner dem Werkstück zugewandten Seite eine Wendeschneidplatte 38 auf, die in der Fig. 2 umfangseitig an einem angedeuteten Werkstück 40 anliegt.

Der Planschlitten 32 trägt dementsprechend einen Werkzeughalter 41 mit einem Drehstahl 42 und einer Wendeschneidplatte 43, die ebenfalls an dem Werkstück 40 anliegt.

Die Wendeschneidplatte 38 weist mit der Schneidkante in der Fig. 2 nach oben, während die Wendeschneidplatte 43 mit der Schneidkante nach unten weist. Beide Schneidkanten liegen dabei im wesentlichen in einer Ebene. Das Werkstück 40 wird von der Hauptspindel angetrieben und dreht sich bei der Konfiguration gemäß Fig. 2 gegen den Uhrzeigersinn.

Bei ihrer Verwendung arbeitet die in den Fig. 1 und 2 dargestellte erfindungsgemäße Drehmaschine folgendermaßen:

Das zu bearbeitende Werkstück 40 ist in der Spannvorrichtung der Drehmaschine und wird durch den Antrieb des Spindelstocks zur Rotation um die Z-Achse angetrieben. Die beiden Werkzeuge 37 und 42 werden zur spanabhebenden Bearbeitung des Werkstücks 40 an dessen Umfangsseite herangefahren.

Dazu wird zunächst über das Handrad 12, das üblicherweise als Sicherheitshandrad ausgestaltet ist, die Antriebsspindel 1 des Planschlitten 31 gedreht. Weil die Antriebsspindel 1 mit einem Linksgewinde versehen ist, werden die Antriebsmutter 2 und der damit verbundene Planschlitten 31 in der Darstellung gemäß Fig. 1 nach rechts verfahren, wenn das Handrad 12 im Uhrzeigersinn gedreht wird.

Bei der Drehung der Antriebsspindel 1 im Uhrzeigersinn dreht sich das Stirnrad 7 bei gelöster Feststellbremse 11 mit der Antriebsspindel. Das auf der Antriebsspindel 1 angeordnete Stirnrad 8 ist bezüglich der Antriebsspindel drehbar und dreht sich wie in Fig. 1 dargestellt bei der manuellen Betätigung der Antriebsspindel im Gegenuhrzeigersinn. Dabei muß die der Antriebsspindel 1 zugeordnete Reibungskupplung 9 gelöst sein. Das Stirnrad 7 kämmt mit einem Stirnrad 20, das drehfest durch z. B. ein Keilwellenprofil, aber axial verschieblich auf der Antriebswelle 16 angeordnet ist. An dem Stirnrad 20 ist eine Ringnut 21 zum axialen Verschieben durch eine Schaltgabel vorgesehen, so daß das Stirnrad 20 wahlweise mit dem Stirnrad 7 in Eingriff oder außer Eingriff gebracht werden kann. In der Stellung gemäß Fig. 1 befinden sich die beiden Stirnräder 7 und 20 im Eingriff, so daß sich die Antriebswelle 16 gleichzeitig mit der Antriebsspindel 1 dreht, aber im entgegengesetzten Drehsinn. Die Stirnräder 7 und 20 haben den gleichen Umfang, d. h. sie weisen die gleiche Anzahl von Zähnen auf bei gleichem Modul, so daß die Antriebsspindel 1 und die Antriebswelle 16 sich mit gleicher Winkelgeschwindigkeit drehen.

Die andere Möglichkeit des Antriebs der Antriebswelle 16 besteht darin, daß das Stirnrad 20 außer Eingriff gebracht wird und die dem Stirnrad 8 zugeordnete Kupplung 9 eingerückt wird. Dann ist das Stirnrad 8 drehfest mit der Antriebsspindel 1 verbunden und treibt das mit ihm kämmende Zwischenrad 31 an. Das Zwischenrad 31′ kämmt wiederum mit dem Stirnrad 19, wodurch letzteres die Antriebswelle 16 antreibt, weil es mit dieser drehfest verbunden ist. Wenn die Stirnräder 8 und 19 vom Umfang, d. h. von der Zähnezahl und vom Modul her, gleich sind, dann drehen sie sich bei Betätigung der Antriebsspindel 1 mit gleicher Winkelgeschwindigkeit im gleichen Drehsinn, während das Zwischenrad 31 den gegenläufigen Drehsinn aufweist. Bei dieser Art der Kopplung zwischen der Antriebsspindel 1 und der Antriebswelle 16 ist also der relative Drehsinn der beiden Wellen umgekehrt gegenüber dem zuvor beschriebenen Beispiel der Kopplung.

Das auf dem Planschlitten 31 befindliche Werkzeug 37 kann also über manuelle Drehung der Antriebsspindel 1 dem Werkstück zugestellt werden. Für die Zustellung des zweiten Werkzeugs 42 ist die zweite Antriebsspindel 3 mit der Antriebsmutter 4 und dem Planschlitten 32 zu betätigen. Hierzu wird die Verstellspindel 22 mit dem Handrad 26 eingerückt, d. h. sie wird in der Fig. 1 von links nach rechts entgegen der Vorspannung der Schraubenfeder 27 gedrückt, bis die Stirnräder 13 und 25 in Eingriff stehen. Sodann kann über eine Drehung des Handrades 26 die Spindel 3 gedreht werden, wobei der Planschlitten 32 das darauf befindliche Werkzeug 42 je nach Drehrichtung in der Fig. 1 nach links oder nach rechts, d. h. in positiver oder negativer X-Richtung verfährt. Die erforderliche Zustellung des Werkzeugs 42 kann auf diese Weise vorgenommen werden.

Während des Einstellvorganges des Planschlittens 32 ist die Antriebsspindel 1 gegen unbeabsichtigtes Verdrehen durch evt. Reibungswiderstand der gelösten Kupplung 14 durch die Feststellbremse 11 zu sichern. Die Feststellbremse 17, die der Antriebsspindel 3 zugeordnet ist, ist dabei gelöst.

Nach der Grundeinstellung der Planschlitten 31 und 32 werden diese nunmehr über ihre Antriebsspindeln 1 und 3 sowie dem Stirnrad 7 und 20 gekoppelt, indem die Kupplung 14 in Kraftschluß gebracht wird. Es handelt sich bei der Kupplung 14 um eine Reibungskupplung, die in beliebigen Winkelpositionen eingerückt werden kann, damit die relative Winkelposition der Antriebsspindeln 1 und 3 beliebig eingestellt werden kann. Anschließend ist die Feststellbremse 11 zu lösen.

Die Antriebsspindel 1 kann über die Antriebsvorrichtung aus dem nicht dargestellten Schloßkasten über das Stirnrad 7 angetrieben werden. Wenn das Stirnrad 20 mit dem Stirnrad 7 im Eingriff steht, treibt es die Antriebswelle 16 in entgegengesetzter Drehrichtung an. Bei eingerückter Kupplung 14 sind die Antriebswelle 16 und die Antriebsspindel 3 miteinander gekoppelt, so daß sich die Antriebsspindel 3 auch im entgegengesetzten Drehsinn dreht. Bei gleichsinnigen Gewinden auf den beiden Antriebsspindeln werden bei dieser Konfiguration die Antriebsmuttern 2 und 4 in entgegengesetzter Richtung verfahren, was für die Planschlitten 31 und 32 sowie die Werkzeuge 37 und 42 bedeutet, daß sie sich synchron mit gleichem Vorschub jeweils auf die Drehachse zu oder von der Drehachse weg bewegen. Sie werden also entweder mit gleichem Vorschub in positiver X-Richtung verfahren oder mit gleichem Vorschub in negativer X-Richtung verfahren. Ein mögliches Anwendungsbeispiel dieser Kopplung ist z. B. das Plandrehen, Abstechen und Einstechen. Ein weiteres Anwendungsbeispiel dieser Kopplung ist z. B. ein synchrones Zustellen zweier Schruppwerkzeuge in X-Richtung, während der spanabhebende Arbeitsgang in Z-Richtung vorgenommen wird. Dadurch ist beim Abdrehen von Wellen, bei dem die beiden Werkzeuge zunächst auf einen bestimmten Durchmesser eingestellt werden und dann bei fixierten Planschlitten der Bettschlitten in Z-Richtung verfahren wird, so daß das Werkstück auf einen bestimmten Durchmesser abgedreht wird. Dabei ist gegenüber den herkömmlichen Drehmaschinen der doppelte Vorschub in Z-Richtung möglich, weil zwei Werkzeuge, die auch in Z-Richtung auf einer Höhe ausgerichtet sind, zur spanenden Bearbeitung zur Verfügung stehen. Es ist also bei der Bearbeitung der Welle die doppelte Vorschubgeschwindigkeit erzielbar. Wenn in einem zweiten Bearbeitungsgang der Durchmesser verkleinert werden soll, ist aufgrund der Kopplung der Planschlitten 31 und 32 lediglich die Verstellspindel 1 so anzutreiben, daß der Planschlitten 31 das Werkzeug 37 auf den gewünschten kleineren Durchmesser an das Werkstück heranfährt. Der damit gekoppelte Planschlitten 32 wird das Werkzeug 42 dann automatisch auf den gewünschten Durchmesser verfahren. Diese gegenläufige Kopplung der Planschlitten 31 und 32 wird als Gegenlauf bezeichnet.

Eine weitere Möglichkeit der Kopplung der Antriebsspindeln 1 und 3 besteht darin, daß das Stirnrad 20 mit dem Stirnrad 7 außer Eingriff gebracht wird und die Kupplung 9 eingerückt, d. h. kraftschlüssig gemacht wird. Dann drehen sich die Antriebsspindeln 1 und die Antriebswelle 16 im gleichen Drehsinn, so daß auch die Antriebsspindel 3 sich mit der Antriebsspindel 1 gleichsinnig dreht, sobald die Kupplung 14 eingerückt wird. Dadurch wird erreicht, daß sich der Planschlitten 31 und der Planschlitten 32 immer in der gleichen Richtung bewegen, daß also in der Fig. 1 oder der Fig. 2 die Planschlitten immer synchron mit dem gleichen Vorschub nach rechts oder nach links verfahren werden. Bezüglich des Werkstücks heißt das, daß der Planschlitten 32 in negativer X-Richtung verfahren wird, wenn der Planschlitten 31 sich in positiver X-Richtung bewegt und umgekehrt. Die Werkzeuge 37 und 42 halten dadurch einen konstanten Abstand voneinander ein.

Die Kopplung der beiden Planschlitten 31 und 32 kann je nach Präzision der mechanischen Ausführung außerordentlich genau vorgenommen werden, so daß die Vorteile der erfindungsgemäßen Drehmaschine auch bei preiswerten Ausführungsformen genutzt werden können, bei denen keine CNC-Steuerung vorgesehen ist.

Ein Anwendungsbeispiel der erfindungsgemäßen Drehmaschine im Gegenlauf, also bei ausgerückter Kupplung 9, bei eingerücktem Stirnrad 20 sowie bei eingerückter Kupplung 14 ist in der Fig. 3 dargestellt. Die Fig. 3 zeigt oben bei a) eine Draufsicht auf das im Querschnitt dargestellte Werkstück 40, bei dem mittels zweier Werkzeuge 37 und 42 eine Nut in das Werkstück eingestochen wird. Bei b) ist derselbe Vorgang in der Betrachtungsrichtung der Werkstückdrehachse dargestellt, so daß die Betrachtungsrichtung derjenigen aus Fig. 2 entspricht. Schließlich ist bei c) das Verfahren zum Einstechen oder Abstechen walzenförmiger Drehteile nach dem bekannten Verfahren veranschaulicht.

Das in Fig. 3 a) und b) gezeigte Verfahren zum Abstechen mit Werkzeugen 37 und 42 im Gegenlauf erfolgt unter Verwendung einer Schneidplatte 38, die die Breite der einzustechenden Nut aufweist, sowie unter Verwendung einer weiteren Schneidplatte 43, die eine vordere Schneidkante mit einer Breite aufweist, die der halben Breite der zu schneidenden Nut entspricht.

Wenn ein Werkstück 40, z. B. eine Scheibe von einer Welle abgestochen werden soll, so werden zunächst die Werkzeuge 37 und 42 dem Werkstück so zugestellt, daß das Werkzeug 42 mit seiner Schneidkante 43 mindestens um den Vorschubwert näher an der Drehachse des Werkstücks angeordnet ist als das Werkzeug 37 mit der Schneidplatte 38. Sobald die Hauptspindel das Werkzeug in Rotation versetzt hat, können die Werkzeuge 37 und 42 auf den dazugehörigen Planschlitten 31 und 32 in X-Richtung mit dem gleichen Vorschub verfahren werden, so daß zunächst die Schneidplatte 43 eine vorläufige Nut von der halben Breite der angestrebten Nut einsticht. Das bezüglich der Drehachse nachlaufende Werkzeug 37 trägt dann die beidseits der vorläufigen Nut entstehenden Schultern auf der vollen, endgültigen Nutbreite ab. Bei der Bearbeitung entstehen an den Schneidplatten relativ schmale Späne, nämlich einmal ein Span von der halben Nutbreite, zum anderen zwei Späne von je 1/4 Nutbreite, bei denen nur eine geringe Gefahr besteht, daß sie in der eingestochenen Nut blockieren und nicht entfernt werden können.

Während des gesamten Abstechvorganges kann der höchste zulässige Vorschub- und Schnittgeschwindigkeitswert der Stechwerkzeuge 38 und 43 ausgenutzt werden. Das Stechwerkzeug 43 kann geringfügig über die Drehmitte hinaus gefahren werden. Dadurch ist es möglich, auch vom Durchmesser her größere Werkstücke in einer Aufspannung herzustellen und unter Verwendung der erfindungsgemäßen Drehmaschine wirtschaftlich in einem Arbeitsgang abzustechen.

Das in Fig. 6 gezeigte Verfahren zum Einstechen im Gleichlauf zeigt zwei Werkzeuge, deren Schneidkante mindestens die der halben Nutbreite entspricht. Die Werkzeuge sind in X-Richtung auf den gleichen Durchmesser ausgerichtet, um eine ebene Fläche erzielen zu können. In Z-Richtung sind die Werkzeuge um höchstens die Schneidenbreite voneinander versetzt ausgerichtet. Dadurch können Werkzeuggrundkörper verwendet werden, die fast der doppelten Schneidenbreite entsprechen, wodurch eine günstige Steifigkeit erreicht wird. Bei Verwendung von Stechschwertern, die schmaler sind als die Schneidenbreite, ist es möglich, die Nutbreite variabel zu gestalten, nämlich von der Breite der Schneide bis zur doppelten Schneidenbreite. Die Einstellbarkeit in Z-Richtung wird durch die Werkzeugaufnahme oder z. B. Oberschlitten vorgenommen. Der Vorteil durch Verwendung von zwei Werkzeugen, die eine Nut bearbeiten, liegt darin, daß die Spanbreite geringer ist als die Nutbreite, wodurch größere Nuttiefen in einem Arbeitsgang möglich sind, da die Späne nicht in der Nut blockieren. Auch ist die Nutbreite einstellbar. Wie bei allen Arbeiten mit zwei Werkzeugen, sei es Gleichlauf oder Gegenlauf, gleichen sich die Schnittkräfte weitgehend aus.

Bei den herkömmlichen Verfahren zum Einstechen oder Abstechen einer Welle, das in Fig. 3c) veranschaulicht ist, wurde die Nut mit einem schmalen Werkzeug ähnlich dem Werkzeug 42 gemäß a) eingestochen, bis der Span nicht mehr zuverlässig aus der Nut entfernt wurde. Sodann wurde das Werkzeug neben der bereits eingestochenen Nut angesetzt und die soeben geschnittene Nut wurde verbreitert. In der verbreiterten Nut besteht dann keine Gefahr, daß die Späne in der Nut blockieren, es wird jedoch das Werkzeug dann tiefer eingestochen, so daß wiederum eine schmale Nut entsteht, aus der der Span nur schlecht zu entfernen ist. Nun wird das Werkzeug erneut aus der Nut heraus gefahren und in die ursprüngliche Position gebracht, so daß wechselseitig mit demselben Werkzeug eine breite Nut geschnitten wird. Es liegt auf der Hand, daß dieses Verfahren sehr zeitaufwendig ist.

Die Fig. 4 zeigt eine Anwendung der erfindungsgemäßen Drehmaschine im Gleichlauf. Ein Werkstück 50, beispielsweise in Gestalt der dargestellten Scheibe, wird mit zwei Werkzeugen 51 und 52 bearbeitet, die einen gewissen Abstand voneinander aufweisen. Die Werkzeuge werden mit konstantem Abstand in X-Richtung verfahren. Wenn die Werkzeuge 51 und 52 dann mitsamt der zugehörigen Planschlitten etc. auf dem Bettschlitten in Z-Richtung verfahren werden, stechen sie die in der Fig. 4 dargestellte symmetrische Kontur stirnseitig in das Werkstück ein. Von der in Fig. 4 dargestellten Ringnut mit trapezförmigem Querschnitt werden sowohl die innere als auch die äußere Flanke gleichzeitig und absolut konturengleich geschnitten.

In der Fig. 5 schließlich ist ein weiteres Anwendungsbeispiel dargestellt, bei dem die erfindungsgemäße Drehmaschine im Gegenlauf Verwendung findet.

Es handelt sich um ein Verfahren, bei dem in ein Werkstück 60 stirnseitig eine Ringnut eingestochen werden soll oder aus einer Scheibe oder ein Kern herausgebohrt werden soll. Hierzu sind zwei Werkzeuge vorgesehen, nämlich ein Einstechwerkzeug 61 und ein Einstechwerkzeug 62. Das Einstechwerkzeug 61 hat im Querschnitt senkrecht zur Z-Richtung eine etwa bogenförmige Gestalt, wobei an einer Stirnfläche eine Wendeschneidplatte 63 angeordnet ist. Das Einstechwerkzeug 62 entspricht von der Gestalt her dem Einstechwerkzeug 61, es trägt jedoch auf derselben Stirnseite eine Wendeschneidplatte 64. Die Wendeschneidplatten 63 und 64 sind in ihrer Erstreckung in X-Richtung, also in der Länge der Schneidkante, etwas mehr als halb so breit wie der Grundkörper des Werkzeugs 61 bzw. 62. Die Wendeschneidplatte 63 des Werkzeugs 61 ist auf der Stirnseite zum äußeren Durchmesser hin angeordnet, während die Wendeschneidplatte 64 auf der Stirnseite des Einstechwerkzeugs 62 dem inneren Durchmesser zugewandt angeordnet ist. Die Schneidkanten der Wendeschneidplatten stehen in radialer Richtung über den Werkzeuggrundkörper hinaus, so daß sich hinter der Schneidkante ein ausreichender Freiwinkel bzw. eine Freifläche ergibt.

Wenn nun eine ringförmige Nut stirnseitig in ein Werkstück 60 eingestochen werden soll, dann wird der Bettschlitten, der die Planschlitten und die Werkzeuge 61 und 62 trägt, bei konstantem Abstand der Werkzeuge 61 und 62 voneinander in Z-Richtung verfahren, und die Nut wird eingestochen. Vorteile der erfindungsgemäßen Drehmaschine ergeben sich dadurch, daß im Gegenlauf mit einer Verstellung des Abstandes der Werkzeuge 61 und 62 voneinander der Durchmesser der einzustechenden Nut dem Werkzeug entsprechend weitgehend beliebig variiert werden kann. Die aus dem Stand der Technik bekannten Kernbohrer können nur einen fest definierten Bohrungsdurchmesser in ein Werkstück einstechen oder einen Kern ausstechen. Durch die Verwendung zweier Werkzeuge, die gleichzeitig die Nut bearbeiten, kann die Breite der Schneidkanten in etwa der halben Nutbreite entsprechen. Dadurch kann das Verhältnis des Querschnitts des Werkzeugträgers gegenüber der Schneidkante in etwa doppelt so groß sein wie bei herkömmlichen Stechwerkzeugen. Dadurch ergibt sich auch eine doppelte Verwindungssteifigkeit gegenüber herkömmlichen Stechwerkzeugen oder es sind größere Einstechtiefen möglich. Auch ist ein leichteres Entfernen der Späne aus der Nut möglich, da sie nur der Hälfte der Nutbreite entsprechen.

Soll eine Bearbeitung an der Drehmitte oder darüber hinaus durch den Planschlitten 31 vorgenommen werden, kann der Planschlitten 32 auf eine äußere Parkposition abgestellt werden. Dabei werden beide Planschlitten 31 und 32, wenn sie im Gegenlauf gekoppelt sind, auf eine äußere Position bewegt. Anschließend ist die Antriebsspindel 3 durch die Feststellbremse 17 gegen unbeabsichtigtes Verdrehen durch eventuellen Reibungswiderstand der Kupplung 9 zu sichern. Nach dem Speichern der Position des Planschlittens 31 wird das Stirnrad 20 durch die Schaltvorrichtung, die nicht dargestellt ist, in Leerlaufposition gebracht, damit es nicht mit dem Stirnrad 7 im Eingriff steht. Durch diese Entkopplung ist die Drehmaschine wie eine herkömmliche zu handhaben. Der Planschlitten 31 kann mit seinen Werkzeugen Positionen erreichen, die auch weit hinter der Drehmitte liegen. Soll der Planschlitten 32 wieder mit dem Planschlitten 31 gekoppelt werden, so ist der Planschlitten 31 auf die äußere gespeicherte Position zu bewegen, das Stirnrad 20 mit dem Stirnrad 7 zu koppeln, und die Feststellbremse 17 zu lösen. Die Planschlitten 31 und 32 befinden sich wieder in der Gegenlaufkopplung und können synchron in X-Richtung auf die Drehmitte zu oder von ihr weg verfahren werden. Soll der Planschlitten 32 in der Gleichlaufkopplung auf eine äußere Parkposition abgestellt werden, ist wie folgt vorzugehen:
Der Planschlitten 31 wird zur Drehmitte bewegt oder darüber hinaus, bis der Planschlitten 32 die gewünschte äußere Position erreicht hat. Dann ist die Spindel 3 durch die Feststellbremse 17 gegen unbeabsichtigtes Verdrehen durch eventuellen Reibungswiderstand der Kupplung 9 und/oder 14 zu sichern. Anschließend ist die Position des Planschlittens 31 zu speichern. Durch Lösen der Kupplung 9 und/oder 14 sind die Planschlitten 31 und 32 entkoppelt und die Drehmaschine ist wie eine herkömmliche zu handhaben. Sollen die Planschlitten 31 und 32 wieder in Gleichlauf gekoppelt werden, so ist der Planschlitten 31 auf die gespeicherte Position zu bewegen und die Kupplung 9 und/oder 14 in Kraftschluß mit der Antriebsspindel 1 zu bringen. Die Planschlitten 31 und 32 befinden sich wieder in der Gleichlaufkopplung. Zum Entkoppeln können auch beide Kupplungen 9 und/oder 14 gelöst werden. Sie müssen dann nach dem Ankoppeln wieder mit den dazugehörigen Spindeln eine drehfeste Verbindung herstellen (Kupplung 9 mit Antriebsspindel 1 und Kupplung 14 mit Antriebsspindel 3).

Die beschriebenen Verfahren gemäß Fig. 2, 3, 4, 5 und 6 werden ohne Verwendung einer CNC-Steuerung, erst unter Verwendung der erfindungsgemäßen Drehmaschine ermöglicht.

Claims (20)

1. Drehmaschine mit einem ersten Planschlitten (31) für eine erste Werkzeugeinheit (36, 37, 38), der mittels einer ersten Antriebsspindel (1) in X-Richtung verfahrbar ist, und mit einem zweiten Planschlitten (32) für eine zweite Werkzeugeinheit (41, 42, 43), der mittels einer zweiten Antriebsspindel (3) in X-Richtung verfahrbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Planschlitten (31) und der zweite Planschlitten (32) zum Verfahren in X-Richtung mechanisch miteinander koppelbar sind.

2. Drehmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Planschlitten (31, 32) in positiver oder negativer X-Richtung mit dem gleichen Vorschub verfahrbar sind.

3. Drehmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Planschlitten (31, 32) gleichzeitig mit dem gleichen Vorschub auf die Drehachse zu verfahrbar sind.

4. Drehmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Planschlitten (31, 32) gleichzeitig mit dem gleichen Vorschub von der Drehachse weg verfahrbar sind.

5. Drehmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einer der beiden Planschlitten (31, 32) auf die Drehachse zu und der jeweils andere Planschlitten (32, 31) von der Drehachse weg mit dem vom Betrag her gleichen Vorschub verfahrbar sind.

6. Drehmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplung der Planschlitten (31, 32) über die erste Antriebsspindel (1) und die zweite Antriebsspindel (3) vorgesehen ist.

7. Drehmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplung über ein Getriebe (8, 31′, 19, 7, 20) erfolgt.

8. Drehmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe (8, 31′, 19, 7, 20) ein Stirnrädergetriebe ist.

9. Drehmaschine nach Anspruch 1, daß die Antriebsspindeln (1, 3) über zwei Stirnräder (7, 20) zur synchronen gegensinnigen Drehung koppelbar sind.

10. Drehmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsspindeln (1, 3) über zwei Stirnräder (7, 19) und ein Zwischenrad (31′) zur synchronen gleichsinnigen Drehung koppelbar sind.

11. Drehmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Antriebsspindeln (1, 3) eine Reibungskupplung (14) trägt.

5. Drehmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einer der beiden Planschlitten (31, 32) auf die Drehachse zu und der jeweils andere Planschlitten (32, 31) von der Drehachse weg mit dem vom Betrag her gleichen Vorschub verfahrbar sind.

6. Drehmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplung der Planschlitten (31, 32) über die erste Antriebsspindel (1) und die zweite Antriebsspindel (3) vorgesehen ist.

7. Drehmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplung über ein Getriebe (8, 31′, 19, 7, 20) erfolgt.

8. Drehmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe (8, 31′, 19, 7, 20) ein Stirnrädergetriebe ist.

9. Drehmaschine nach Anspruch 1, daß die Antriebsspindeln (1, 3) über zwei Stirnräder (7, 20) zur synchronen gegensinnigen Drehung koppelbar sind.

10. Drehmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsspindeln (1, 3) über zwei Stirnräder (7, 19) und ein Zwischenrad (31′) zur synchronen gleichsinnigen Drehung koppelbar sind.

11. Drehmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Antriebsspindeln (1, 3) eine Reibungskupplung (14) trägt.

12. Verfahren zum Einstechen oder Abstechen eines rotationssymmetrischen Werkstücks (40), dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück (40) von zwei Werkzeugen (38, 43) in X-Richtung eingestochen wird, wobei jedes der beiden Werkzeuge (38, 43) nur einen Teil der endgültigen Nutenbreite schneidet.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der Werkzeuge (38, 43) eine Schneidkante aufweist, die der halben Nutenbreite entspricht.