NL8100691A

NL8100691A - Gereedschapswerktuig.

Info

Publication number: NL8100691A
Application number: NL8100691A
Authority: NL
Original assignee: Gereedschapswerktuigenindustri
Priority date: 1981-02-12
Filing date: 1981-02-12
Publication date: 1982-09-01
Also published as: EP0058455A1

Description

φ T tJ/EA/5 Hembrug

. * GEREEDSCHAPSWERKTUIG

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het verspanend bewerken van een werkstuk, omvattende een gestel, een met het gestel verbonden, een hoofdspil roteerbaar opnemend hoofdspillager, welke hoofdspil aan zijn werk-5 stukeinde werkstukinspanmiddelen draagt.

De kosten van de vervaardiging van een werkstuk hangen in sterke mate af van de tijd die nodig is om de benodigde bewerkingen uit te voeren. Wanneer men de kosten van een met de in de aanhef genoemde inrichting vervaardigd werk-10 stuk wil minimaliseren, is het noodzakelijk om de verspanende bewerkingen met hoge snelheden uit te voeren en tegelijkertijd met een grote spaanafname. Bovendien moet het uiteindelijke resultaat met zo min mogelijk bewerkingen worden bereikt. Dit houdt in dat nabewerkingen zo veel mogelijk moeten . 15 worden vermeden. Om op deze wijze een hoge produktiviteit te kunnen bereiken, is het noodzakelijk dat de in de aanhef genoemde inrichting bijzonder stijf is geconstrueerd, ook bij grote belastingen vrij van spelingen blijft en geschikt is voor hoge snelheden.

20 Het doel van de uitvinding is een inrichting van de in de aanhef beschreven soort te verschaffen, waarmee een in de werstukinspanmiddelen ingespannen werkstuk zodanig kan worden ondersteund, dat dit bij grote bewerkingskrachten en met een hoge bewerkingssnelheid nauwkeurig kan worden be— 25werkt. Dit doel wordt volgens de uitvinding bereikt doordat het hoofdspillager nabij het werkstukeinde van de hoofdspil een aantal radiale en axiale krachten opnemende eerste wen-tellagers en nabij het andere einde van de hoofdspil een inwendig een kegelmantelvlak vertonend en op een overeenkomend 30 kegelmantelvlak van de hoofdspil axiaal instelbaar aangebracht, uitsluitend radiale krachten opnemend tweede wentel-lager omvat. Hierdoor worden alle axiale krachten en vrijwel alle radiale krachten op een zeer korte afstand van het werkstuk door de eerste wentellagers in het gestel doorgeleid, 35 zodat een zeer stijve konstruktie wordt verkregen. Door het tweede wentellager axiaal op het kegelmantelvlak van de hoofdspil te verplaatsen, kan de radiale speling van het tweede wentellager volledig worden opgeheven.

81 00 69 1 +- -6 ... - 2 - *

In een voorkeursuitvoeringsvorm zijn de eerste wen-tellagers in groepen direkt tegen elkaar aan gemonteerd. Hierdoor wordt een zeer compacte constructie bereikt, hetgeen voor de stijfheid van het geheel gunstig is.

5 De eerste wentellagers zijn bij voorkeur hoekcon- tactkogellagers en het tweede wentellager is bij voorkeur een cilinderlager. Deze lagers maken een hoge rotatiesnelheid van de hoofdspil, en daardoor een gunstig hoge bewerkingssnelheid van het werkstuk mogelijk.

10 In een andere gunstige uitvoeringsvorm van de uit vinding is het hoofdspillager opgenomen in een tandwielkast van een tandwieloverbrenging en omvat de tandwieloverbrenging een direkt aan de van het werkstukeinde afgekeerde zijde van de eerste wentellagers op de hoofdspil gemonteerd tandwiel.

15De via de tandwieloverbrenging op de hoofdspil uitgeoefende rotatie-aandrijfkracht, belast slechts een kort stuk van de hoofdspil, namelijk het tussen het op de hoofdspil gemonteerde tandwiel en de werkstukinspanmiddelen liggende stuk van de hoofdspil, op torsie. Vanwege de kleine lengte van dit 20 aan torsie blootgestelde gedeelte van de hoofdspil, zijn de elastische vervormingen minimaal. Het tweede wentellager kan gemakkelijk axiaal ingesteld worden wanneer de inrichting volgens de uitvinding een het tweede wentellager aan de zijde van de kleinste diameter van het kegelmantelvlak axiaal 25steunende, op schroefdraad van de hoofdspil aangrijpende schroefring omvat. Wanneer bovendien aan de andere zijde van het tweede wentellager een schroefring aanwezig is, kan de axiale positie van dit lager op de hoofdspil buiten de tandwielkast worden ingesteld, en door deze tweede schroefring 30worden gefixeerd. Hierdoor wordt een eenvoudige montage van de hoofdspil in de tandwielkast bereikt.

Verdere kenmerken en voordelen van de uitvinding blijken uit de volgende beschrijving van een.uitvoeringsvoor-beeld van de uitvinding, aan de hand van de tekeningen.

35 Fig.'l toont een vooraanzicht van een inrichting volgens de uitvinding in de vorm van een draaibank.

Fig. 2 toont een bovenaanzicht van de in figuur 1 getoonde draaibank.

810069 1

β V

- 3 --

Fig. 3 toont een zijaanzicht van rechts van de in figuur 1 en 2 getoonde draaibank.

Fig. 4 toont een doorsnede van de tandwielkast van de inrichting van figuur 1.

5 Fig. 5 toont op grotere schaal een deel van het in figuur 4 getoonde hoofdspillager.

Het gestel 2 van de draaibank 1 omvat een onder een hoek met het horizontale vlak geplaatst bed 11. Met het gestel is. een vaste kop 3 verbonden en op het bed 11 is een 10 losse kop 4 in de richting naar de vaste kop 3 toe en daarvan af verschuifbaar en vastzetbaar aangebracht. Op het bed 11 is eveneens verschuifbaar in de richting naar de vaste kop 3 toe en daarvan af een support 5 aangebracht, dat een loodrecht op de verplaatsinrichting verschuifbare dwarsslede 6 omvat.

15 Met de dwarsslede 6 is een gereedschapwisselaar 7 verbonden, die een aantal naar wens in een werkzame positie te plaatsen draaibeitels 48, 49 draagt.

De vaste kop 3 omvat een hoofdspil 16, die door een klauwplaat 15 gevormde inspanmiddelen voor een werkstuk 20 draagt.. De hoofdspil 16 is in een tandwielkast 10 gemonteerd waarin eveneens een tandwieloverbrenging is ondergebracht. De ingaande as 12 van de. tandwielkast 10 is via een snaarover-brenging 9 gekoppeld met een aandrijfmotor 8. De aandrijfmo-tor 8 is een gelijkstroommotor met een regelbaar toerental.

25 De in de tandwielkast 10 ondergebrachte tandwieloverbrenging omvat een hoge en een lage overbrenging, die naar wens ingeschakeld kunnen worden d.m.v. magnetische koppelingen. Door ·· deze twee overbrengingen, in combinatie met het regelbare toerental van de elektromotor 8, kan de hoofdspil 16 met elk 30gewenst toerental worden geroteerd. De klauwplaat 15 wordt bediend door een op zichzelf bekende hydraulische bedieningsinrichting 17, die wordt gecommandeerd door een niet getoond pedaal. Via de hydraulische leidingen 18 wordt hydraulische olie onder druk aan de bedieningsinrichting 17 toegevoerd of 35daarvan afgevoerd, waardoor resp. een werkstuk in de klauwplaat 15 ingespannen of daaruit genomen kan worden. Door de bediening van de klauwplaat 15 via een pedaal, kan een ge-reedwerkstuk op zeer snelle wijze worden verwisseld voor een nog te bewerken halffabrikaat.

8100691 * Ί - 4 -

Deze snelle verwisselbaarheid draagt bij tot een hoge produk-tiviteit.

Zoals het duidelijkst in fig. 3 is te zien, omvat het bed 11 drie gevlakte banen 25,26,27. Op de onderste ge-5 vlakte baan 25 en de middelste gevlakte baan 26 is de losse • kop 4 gemonteerd. Het support 5 is gemonteerd op de middelste gevlakte baan 26 en de bovenste gevlakte baan 27. De losse kop 4 kan op het bed 11 in de richting naar de klauwplaat 15 toe .en daarvan af worden verschoven. De losse kop 4 draagt 10 een center 20 dat op de hartlijn van de hoofdspil 16 ligt. De losse kop 4 omvat eveneens hydraulische middelen 21 waarmee het center 20, voor het inspannen van een werkstuk ten opzichte van de losse kop 4 in de richting naar de hoofdspil 16 kan worden belast. De hydraulische middelen 21 worden even-15 eens door een niet getoond pedaal gecommandeerd, zodat wanneer bij het draaien het werkstuk met behulp van de center 20 ingespannen moet worden, een gereed werkstuk ook snel voor een nog te bewerken halffabrikaat kan worden verwisseld. De hydraulische toe- en afvoerleidingen voor de hydraulische 20 middelen 21 zijn opgenomen in een flexible leidingengoot 22.

Het support 5 kan in de langsrichting van het bed 11 en dus evenwijdig aan de hartlijn van de hoofdspil 16 worden verplaatst d*m-.v. een langstranspo'rteur 30. De langs-transporteur 30 omvat een onder het niveau van de gevlakte 25 banen 25,26,27 liggende schroefspil, die via een getande-riemoverbrenging 33 door een elektromotor 32 kan worden geroteerd. Aan de onderzijde van het support 5 is op bekende wijze een op de schroefspil aangrijpende wandelmoer gemonteerd, zodat bij rotatie van de schroefspil 31 het support 5 in 30 langsrichting wordt verplaatst.

Het support 5 heeft twee gevlakte banen 37, die / zich in een richting loodrecht op de gevlakte banen van het bed 11 uitstrekken. Op deze gevlakte banen 37 is de dwarssle-de 6 verschuifbaar gemonteerd. De dwarslede 6 is op overeen-35 komstige wijze als het support zelf verplaatsbaar door middel van een dwarstransporteur 40. De dwarstranporteur 40 omvat een schroefspil 41, die via een getande-riemoverbrenging 43 door een elektromotor 42 kan worden geroteerd. De schroefspil 41 werkt weer samen met een aan de onderzijde van de dwars-40 slede 6 gemonteerde wandelmoer.

810069 1 ψ + - 5 - •f

Op de dwarsslede 6 is de gereedschapwisselaar 7 gemonteerd, die een beiteldrager 50 en een positioneringsin-richting 51 daarvoor omvat- Aan de omtrek van de beiteldrager 50 kunnen 6 buitendraaibeitels 49 en aan het voorvlak van de 5 beiteldrager 50 kunnen 6 binnendraaibeitels 48 worden aangebracht. De positioneringsinrichting 51 omvat een motor die de beiteldrager 50 in de gewenste positie kan roteren voor het in de werkzame stand brengen van een betreffende beitel 48,49.

10 De draaibank wordt bestuurd door een in de kast 13 ondergebrachte numerieke besturingsinrichting. In de kast 13 is eveneens de voeding voor de aandrijfmotor 8 opgenomen. De schroefspil 31 van de langstransporteur 30 is gekoppeld met een encoder 34, die digitale signalen aan de besturingsin-15 richting geeft, voor het bepalen van de rotatiestand van de schroefspil. De besturingsinrichting kan met deze signalen de langspositie van het support 5 op het bed 11 bepalen.Op overeenkomstige wijze is de schroefspil 41 van de dwarstrans-porteur 40 gekoppeld met een encoder 44 voor het bepalen van 20de dwarspositie van de gereedschapwisselaar 7 op het bed 11.

De hoofdspil 16 is eveneens met een niet getoonde encoder gekoppeld, zodat ook de rotatiestand van de hoofdspil door de besturingsinrichting kan worden bepaald. De electromotoren 32 en 42 van resp. de langstransporteur en de dwarstransporteur 25worden door de besturingsinrichting bestuurd. Ook de aandrijfmotor 8 en de gereedschapwisselaar 7 worden door deze besturingsinrichting bestuurd. Met behulp van een niet getoond bedieningspaneel, kan in een geheugen van de besturingsinrichting een bewerkingsprogramma worden opgenomen, 30voor het vervaardigen van een gewenst werkstuk.

In fig. 3 wordt nog getoond dat de draaibank 1 voorzien is van een schuifdeur 53 met een venster 54. De schuifdeur 53 wordt tijdens het draaien van een werkstuk gesloten, om rondspattende koelvloeistof en spanen tegen te 35houden.

Fig. 4 toont dat volgens de uitvinding de hoofdspil 16 nabij zijn werkstukeinde 78 gelagerd is in een aantal radiale en axiale krachten opnemende eerste wentellagers 81,82 en nabij het andere einde van de hoofdspil 16 in een 81 00 69 1 ' - 6 - inwendig een kegelmantelvlak 90 vertonend en op een overeenkomend kegelmantelvlak 91 van de hoofdspil 16 axiaal instelbaar aangebracht, uitsluitend radiale krachten opnemend tweede wentellager 88. De wentellagers 81,82 zijn bij voorkeur 5 hoekcontactkogellagers, die een hoge rotatiesnelheid van de hoofdspil 16 toestaan. De hoekcontactkogellagers 81 zijn volgens de uitvinding direkt tegen elkaar aan gemonteerd en vormen zodanig een compacte constructie. De hoekcontactkogellagers 82 zijn eveneens direkt tegen elkaar aan gemonteerd. De 10 hoekcontactkogellagers 81 nemen axiale krachten in hoofdzaak • in fig. 4 in de richting naar links op, terwijl de hoekcontactkogellagers 82 in hoofdzaak axiale krachten in fig. 4 naar rechts opnemen. De lagers 81,82 zijn aan de voorzijde in de lagerbus 80 opgesloten door een sluitplaat 79, die de 15 huisringen van de lagers 81,82 in de lagerbus 80 vastdrukt.

De asringen van de lagers 81,82 worden tegen elkaar aan en tegen een borst 92 van.de hoofdspil 16 aangedrukt door een op schroefdraad van de hoofdspil aangrijpende schroefring 84. Zoals wordt getoond., zijn alle hoekcontactkogellagers 81,82 20 op één en hetzelfde cylindrische deel 85 van de hoofdspil 16 en in één en dezelfde cylindrische boring 86 van de lagerbus 80 gemonteerd. Doordat bovendien de lagers 81,82 in groepen direkt tegen elkaar aan zijn gemonteerd, zoals eerder werd opgemerkt, wordt een bijzonder robuuste en stijve constructie 25 van de hoofdspillagering verkregen. De schroefring 84 vormt tezamen met de lagerbus 80 een labyrintafdichting 87.

De constructie van het tweede wentellager 88 wordt op grote schaal in fig. 5 getoond.

Het tweede wentellager 88, dat zoals getoond bij 30 voorkeur een dubbelrijïg cilinderlager is, is in de tandwielkast 10 gemonteerd met behulp van een lagerbus 94. De huis-ring van het lager 88 is door middel van een een met bouten 104 op de lagerbus 94 gemonteerde sluitplaat 95 in de lagerbus 94 opgesloten. De asring 105 van het lager 88 heeft in-35 wendig een kegelmantelvlak 90 dat past op een kegelmantelvlak 91 van de hoofdspil 16. De asring 105 is op de hoofdspil 16 gefixeerd door middel van een voorste schroefring 97 en een achterste schroefring 103.

8100691 - 7 - ' *

De voorste schroefring 97 is aan de zijde van de asring 105 met de grootste diameter van het kegelmantelvlak met deze ring in contact, en grijpt aan op een voorste schroefdraad-stuk 101 van de hoofdspil 16. De schroefring 97 is door mid-5 del van een borgschroef 98 op de hoofdspil 16 geborgd. Aan de zijde met de kleinste diameter steunt de asring 105 tegen een drukring 96, die via een tandwiel 102 tegen de schroefring 103 steunt. Het tandwiel 102 maakt deel uit van een getande-riemoverbrenging van de hoofdspil 16 op een niet ge-X0 toonde, met de besturingsinrichting gekoppelde encoder, voor het door de besturingsinrichting bepalen van de rotatiestand en de rotatiesnelheid van de hoofdspil 16. De achterste schroefring 103 is in aangrijping op een achterste schroef-draadstuk 100 van de hoofdspil 16, en is daar ook door middel X5 van een borgschroef 99 geborgd. Bij het monteren van het lager 88, wordt de asring 105 door middel van de schroefring 103 zo ver op het kegelmantelvlak 91 van de hoofdspil 16 gedrukt, dat ten gevolge van de radiale uitzetting van de asring 105, de radiale speling van het lager 88 geheel wordt 20 opgeheven. Daarna kan de asring 105 door middel van de schroefring 97 worden gefixeerd. Indien vervanging van het lager 88 nodig is, kan dit met behulp van de schroefring 97 van de hoofdspil 16 worden afgedrukt. De drukring 96 vormt tezamen met de sluitplaat 95 een labyrintafdichting 107, ter-25 wijl de voorste schroefring 97 tezamen met de lagerbus 94 eveneens een labyrintafdichting 108 vormt.

Volgens de uitvinding is het hoofdspillager opgeno- men in de tandwielkas-t. van een tandwieloverbrenging en omvat de tandwieloverbrenging een direkt aan de van het werkstuk-30 einde 78 afgekeerde zijde van de eerste wentellagers 81,82 op de hoofdspil 16 gemonteerd tandwiel 67.· Hierdoor ontstaat een zeer korte krachtweg van de rotatie-aandrijving van de hoofdspil 16 tot aan het punt waar de verspanende bewerking wordt uitgevoerd. Door deze korte krachtweg wordt een grote nauw-35 keurigheid bereikt.

Zoals in fig. 4 wordt getoond, is het lager 67 door middel van een schroefring 77 op een kegelmantelvlak 76 van de hoofdspil 16 gemonteerd.

810069 1 - 8 -

Het tandwiel 67 is door middel van een spieverbinding 75 on-verdraaibaar met de hoofdspil 16 verbonden. De tandwieloverbrenging 14 omvat verder een de snaarschijf 19 van de snaar-overbrenging naar de aandrijfmotor dragende primaire as 60, ,5 die door middel van lagers 70,71 in de tandwielkast 10 is gelagerd. Met de primaire as 60 is een klein tandwiel 61 vast verbonden. Op de primaire as 60 is eveneens een groot tandwiel 62 gelagerd, dat door middel van een elektromagnetische koppeling 63 met de primaire as 60 gekoppeld kan worden. Hét 10 tandwiel 62 van de primaire as 60 is continu in aangrijping met een tandwiel 66 van een secundaire as 68, die door middel van lagers 72,73 eveneens in de tandwielkast 10 is gelagerd. Het tandwiel 66 is vast met de secundaire as 68 gekoppeld. Eveneens vast met de secundaire as 68 is een tandwiel 65 ge-15 koppeld, dat constant in aangrijping staat met het tandwiel 67 op de hoofdspil 16. Een tandwiel 64, dat constant in aangrijping is met het kleine tandwiel 61 op de primaire as 60, is op de secundaire as 68 gelagerd, en kan door middel van de elektromagnetische koppeling 69 met deze secundaire as 68 20 worden gekoppeld. De electromagnetische koppelingen 63 en 69 worden bediend door de besturingsinrichting van de draaibank 1 en kunnen alleen afzonderlijk zijn ingeschakeld. Wanneer de koppeling 63 ingeschakeld is, en het tandwiel 62 dus met de primaire as 60 is gekoppeld, loopt de krachtstroom in de 25 tandwieloverbrenging 14 van de snaarschijf 19 naar' de hoofdspil 16 via de primaire as 60, het tandwiel 62, het tandwiel 66, de secundaire as 68, het tandwiel 65 en het tandwiel 67 op de hoofdspil 16. Wanneer deze drijfwerktrein is ingeschakeld, wordt, de hoofdspil 16 met een relatief hoog toerental 30 ten opzichte van het ingangstoerental van de snaarschijf 19 aangedreven. Wanneer echter de koppeling 69 ingeschakeld is en de koppeling 63 is uitgeschakeld, loopt de krachtstroom van de snaarschijf 19 via de primaire as 60, het tandwiel 61, het tandwiel 64, het tandwiel 65 en het tandwiel 67 naar de 35 hoofdspil 16. In dit geval roteert de hoofdspil 16 met een ten opzichte van de rotatiesnelheid van de snaarschijf 19 laag toerental.

810069 t

Claims

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de eerste wentellagers in groepen direkt tegen elkaar aan zijn gemonteerd.
3. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de eerste wentellagers hoekcontactkogellagers zijn en het tweede wentellager een cylinderlager is.
4. Inrichting volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk,.dat het hoofdspillager opgenomen is in 20 een tandwielkast van een tandwieloverbrenging en dat de tandwieloverbrenging een direct aan de van het werkstukeinde af— gekeerde zijde van de eerste wentellagers op de hoofdspil gemonteerd tandwiel omvat.
5. Inrichting volgens één van de voorgaande conclu-25 sies, gekenmerkt door een het tweede wentellager aan de zijde van de kleinste diameter van het kegelmantelvlakt axiaal steunende, op schroefdraad van de hoofdspil aangrjpende schroefring.
6. Inrichting volgens conclusie 5, gekenmerkt door 30 een het tweede wentellager aan de zijde van de grootste diameter van het kegelmantelvlak axiaal opsluitende, op schroefdraad van de hoofdspil aangrijpende schroefring. 810069 1