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Die Erfindung bezieht sich auf eine Werkzeugmaschine zur Herstellung von Gewindespindeln od. dgl. Stangenmaterial, mit einem Maschinenbett, das wenigstens eine Bearbeitungseinheit, insbesondere eine Wirbeleinheit, und zwei längsverschiebbare im Masse des Drehvorschubes dreh- bare Spannfutter tragende Spannstöcke aufnimmt.
Beim Gewindewirbeln, aber auch bei den meisten andern Gewindeherstellungsverfahren wird das Bearbeitungswerkzeug am Maschinenbett längsverfahren, wobei die Geschwindigkeit dieses Axialvorschubes in einem bestimmten Verhältnis zur Drehzahl der dem Drehvorschub ent- sprechend über die Spannfutter gedrehten Werkstücke stehen muss, um die gewünschte Gewindesteigung zu erreichen. Die Werkstücke werden dazu an einem Ende in ein Spannfutter eines Spann- stockes gespannt und am andern Ende von einer Körnerspitze gehalten, doch ist es auch schon bekannt, die Werkstücke andernends über Lünetten oder einen zweiten Spannstock abzustützen.
Diese Werkzeugmaschinen haben sich für die Bearbeitung kürzerer Gewindespindeln durchaus bewährt, sie erfordern aber für die Herstellung längerer Werkstücke ein zeitraubendes, umständliches Nachsetzen bzw. Umspannen der Werkstücke, wobei zwangsläufig Qualitätseinbussen bei der Genauigkeit der Gewindeherstellung hingenommen werden müssen. Auch eignen sich die bekannten Maschinen nicht zur Durchführung mehrerer Arbeitsschritte während einer Aufspannung.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diese Mängel zu beseitigen und eine Werkzeugmaschine der eingangs geschilderten Art zu schaffen, die bei verhältnismässig geringem Bau- und Konstruktionsaufwand die Bearbeitung beliebig langer Werkstücke in einem durchgehenden Bearbeitungsverfahren gewährleistet und auch die Möglichkeit bietet, in diesem durchgehenden Bearbeitungsverfahren verschiedene Bearbeitungsschritte ohne Unterbrechung des Vorschubes ausführen zu können.
Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, dass die Spannfutter in an sich bekannter Weise an einer die Spannstöcke durchsetzenden Spindelhülse od. dgl. lagern und die im Masse des Axialvorschubes relativ zur Bearbeitungseinheit gleichsinnig verfahrbaren Spannstöcke abwechselnd nach Durchfahren einer bestimmten Vorschubstrecke in die Ausgangslage zurückbewegbar sind, wobei sich jeweils der eine Spannstock mit geöffnetem Spannfutter zurückbewegt, während der andere mit geschlossenem Spannfutter weiterfährt. Diese Spannstöcke erlauben die Aufrechterhaltung eines kontinuierlichen Axial- und Drehvorschubes praktisch ohne zeitliche oder räumliche Begrenzung, so dass Werkstücke unabhängig von ihrer tatsächlichen Länge mit erforderlicher Drehund Längsbewegung an der oder den Bearbeitungseinheiten vorbeibewegt und ordnungsgemäss bearbeitet werden können.
Die Spannstöcke fahren nämlich mit dem Werkstück gleichsinnig entlang einer bestimmten, durch das Maschinenbett od. dgl. begrenzten Vorschubstrecke und werden dann abwechselnd in ihre Ausgangslage zurückbewegt, wobei während der Rückbewegung des einen Spannstockes jeweils der andere allein für den Vorschub sorgt, so dass die Spannstöcke die Vorschubstrecke beliebig oft hintereinander durchfahren können und sich dadurch auch für beliebig lange Werkstücke die erforderlichen Vorschubbewegungen erreichen lassen. Die Werkstücke durchqueren die Spannstöcke durch die Spindelhülsen und werden wegen der beim Zurückfahren des jeweiligen Spannstockes geöffneten Spannfutter immer nur von den die eigentliche Vorschubbewegung ausübenden Spannstöcken und deren geschlossenen Spannfuttern erfasst und dem Vorschub entsprechend längsbewegt und gedreht.
Während dieses kontinuierlichen Vorschubes kann das Werkstück mit jeder geeigneten Bearbeitungseinheit fortlaufend bearbeitet werden, wobei selbstverständlich auch gleichzeitig zwei oder mehrere Bearbeitungseinheiten einsetzbar sind. Die gegenseitige Abstimmung der Spannstock- und Spannfutterbewegungen wird zweckmässigerweise über eine numerische Steuerung vorgenommen werden, doch spielt es grundsätzlich keine Rolle, wie die Antriebe und deren Steuerungen im einzelnen ausgeführt sind.
Gibt es in bewährter Art und Weise als Vorschubantrieb der Spannstöcke einen aus angetriebener, im Maschinenbett gelagerter Spindel und an den Spannstöcken abgestützten Muttern bestehenden Schraubentrieb, können erfindungsgemäss die den Spannstöcken zugeordneten Muttern jeweils dreh- und über eigene Motoren antreibbar gelagert sein. Bei konstanter Drehung der Spindel kommt es daher bei stehenden Muttern zu einer gemeinsamen synchronen Vorschubbewegung beider Spannstöcke, der aber jeweils für die erforderliche Rückbewegung über den Mutterantrieb eine entsprechende Rückwärtsbewegung überlagert werden kann, die den Spannstock in seine Ausgangs-
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position zurückbringt. Sobald die Mutter dann wieder stillsteht, übernimmt der betreffende Spannstock erneut die Vorschubbewegung.
Auf Grund des unbeschränkten Vorschubes ist es auch möglich, dass nach einer Weiterbildung der Erfindung das Maschinenbett wenigstens zwei Paare zusammenwirkender Spannstöcke aufnimmt, wobei zwischen den Paaren vorzugsweise eine Station zur Wärme- oder Oberflächenbehandlung des Werkstückes eingerichtet ist. Dadurch ist es möglich, in einem Zuge mehrere Bearbeitungsschritte vorzunehmen und das Werkstück zwischen den einzelnen Bearbeitungsschritten sogar noch speziell zu behandeln und auf den folgenden Arbeitsschritt vorzubereiten.
Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn zwei Spannstockpaare vorgesehen sind und das Maschinenbett zwischen den Spannstöcken des ersten Paares eine Wirbeleinheit, zwischen den beiden Spannstockpaaren eine Härtestation und zwischen den Spannstöcken des zweiten Paares eine Schleifeinheit aufweist, da durch diese Werkzeugmaschine eine Gewindespindel od. dgl. beliebiger Länge gefräst, gehärtet und geschliffen werden kann und daher in einem Zug aus dem rohen Werkstück ein Fertigprodukt herstellbar ist.
In den Zeichnungen ist der Erfindungsgegenstand'rein schematisch veranschaulicht, u. zw. zeigen Fig. 1 und 2 zwei verschiedene Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemässen Werkzeugmaschine jeweils in Seitenansicht.
Zum Bearbeiten beliebig langer Werkstücke --W--, insbesondere zum Wirbeln langer Gewindespindeln, nimmt gemäss dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ein Maschinenbett --1-- eine Wirbeleinheit --2-- mit ein- und auslaufseitigen Lünetten --3-- sowie zwei längsverschiebbare Spann-
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Den Spannstöcken --4,5-- ist ausserdem - ein Schraubentrieb --12-- als Vorschubantrieb für den Längsvorschub zugeordnet, der aus einer über den Motor --13-- angetriebenen Spindel --14--
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und vorschubgerecht der Bearbeitungseinheit --2-- zugeführt. Dabei übernehmen die Spannstöcke --4, 5- durch entsprechendes Längsverfahren den Axialvorschub und die Spannfutter --6,7-mittels der Antriebe --10, 11-- den Drehvorschub. Für den Längsvorschub sorgt der Vorschub- antrieb --12--, der über die rotierende Spindel --14-- und den stillstehenden Muttern --15, 16-- die beiden Spannstöcke-4, 5-- gemeinsam und gleichsinnig in Vorschubrichtung V verfährt.
Bei geschlossenen Spannfuttern --6, 7-- wird das Werkstück-W-- von beiden Spannstöcken - -4, 5-- entlang einer bestimmten Vorschubstrecke geführt, worauf der Spannstock --5-- mit seinem Spannfutter --7-- alleine den Vorschub übernimmt und Spannstock --4-- bei geöffnetem Spannfutter --6-- durch die über den Motor --17-- nun angetriebene Mutter --15-- im Eilgang eine Rückbewegung R in die Ausgangslage vollzieht.
Hier wird die Mutter --15-- wieder gebremst, der Spannstock --4-- fährt wieder in Vorschubrichtung V weiter und das Spannfutter --6-schliesst, so dass nun Spannstock --4-- allein den Vorschub für das Werkstück --W-- übernehmen und jetzt auch Spannstock --5-- nach Öffnen des Spannfutters --7-- im Eilgang eine Rückbewegung R in die Ausgangslage vornehmen kann, wozu Antrieb --18-- die Mutter --16-antreibt. Sobald Spannstock --5-- seine Ausgangslage erreicht hat, wird die Mutter --16-- gebremst, das Spannfutter --7-- geschlossen und beide Spannstöcke --4, 5-- sorgen wieder gemeinsam für den Vorschub.
Durch dieses überlappende Zusammenwirken der beiden Spannstöcke --4,5-ist es möglich, die vom Maschinenbett-l-begrenzte Vorschubstrecke beliebig oft zu durchfahren und bei kontinuierlichem Vorschub Werkstücke --W-- beliebiger Länge durch die Bearbeitungseinheit --2-- bearbeiten zu lassen.
Der kontinuierliche Vorschub erlaubt auch die fortlaufende Bearbeitung eines Werkstückes --W-- in aufeinanderfolgenden Arbeitsschritten, wozu gemäss vereinfacht dargestelltem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 auf dem Maschinenbett --1-- zwei Paare zusammenwirkender Spannstöcke - -4, 5, 4a, 5a-- sitzen und zwischen den Spannstöcken --4, 5-- eine Wirbeleinheit --2--, zwischen den Spannstöcken --4a,5a-- eine Schleifeinheit --2a-- und zwischen den beiden Spannstockpaaren
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The invention relates to a machine tool for the production of threaded spindles or the like. Bar material, with a machine bed which receives at least one machining unit, in particular a swivel unit, and two longitudinally displaceable chucks carrying chucks which can be rotated in the mass of the rotary feed.
In thread whirling, but also in most other thread production processes, the machining tool on the machine bed is longitudinal, whereby the speed of this axial feed must be in a certain ratio to the speed of the workpieces rotated via the chuck in order to achieve the desired thread pitch. For this purpose, the workpieces are clamped at one end in a chuck of a vice and held at the other end by a center point, but it is also known to support the workpieces at the other end with steadies or a second vice.
These machine tools have proven themselves for the machining of shorter threaded spindles, but they require time-consuming, laborious repositioning or reclamping of the workpieces for the production of longer workpieces, whereby inevitably a loss of quality in the accuracy of the thread production must be accepted. The known machines are also not suitable for carrying out several work steps during one clamping.
The invention is therefore based on the object to remedy these deficiencies and to provide a machine tool of the type described, which ensures the machining of workpieces of any length in a continuous machining process and also offers the possibility of using this continuous machining method with relatively little construction and construction effort to be able to carry out various processing steps without interrupting the feed.
The invention solves this problem in that the chucks are mounted in a manner known per se on a spindle sleeve or the like passing through the vices and the vices, which can be moved in the same direction relative to the machining unit in the mass of the axial feed, can alternately be moved back to the starting position after driving through a certain feed distance, one of the vices moves back with the chuck open, while the other continues with the chuck closed. These vices allow the maintenance of a continuous axial and rotary feed practically without any temporal or spatial limitation, so that workpieces can be moved past the processing unit (s) regardless of their actual length with the required rotary and longitudinal movement and can be processed properly.
The vices travel with the workpiece in the same direction along a certain feed path limited by the machine bed or the like and are then alternately moved back to their starting position, whereby during the return movement of one vise, the other ensures the feed alone, so that the vices can travel through the feed path as often as desired, thereby allowing the required feed movements to be achieved even for workpieces of any length. The workpieces pass through the vices through the spindle sleeves and, because of the chucks opened when the respective vise moves back, are only ever grasped by the vices that actually perform the feed movement and their closed chucks and are longitudinally moved and rotated according to the feed.
During this continuous feed, the workpiece can be processed continuously with any suitable processing unit, whereby two or more processing units can of course also be used at the same time. The mutual coordination of the vice and chuck movements will be carried out expediently via a numerical control, but it does not really matter how the drives and their controls are designed in detail.
If there is a screw drive consisting of a driven spindle mounted in the machine bed and nuts supported on the vices as a feed drive for the vices, the nuts assigned to the vices can be rotatably mounted and driven by their own motors. With constant rotation of the spindle, there is therefore a common synchronous feed movement of both vices when the nuts are stationary, but this can be overlaid by a corresponding backward movement for the required return movement via the nut drive, which moves the vise into its starting position.
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position. As soon as the mother stops again, the relevant vice takes over the feed movement again.
Due to the unrestricted feed, it is also possible that, according to a further development of the invention, the machine bed accommodates at least two pairs of interacting vices, a station for heat or surface treatment of the workpiece preferably being set up between the pairs. This makes it possible to carry out several processing steps in one go and even treat the workpiece between the individual processing steps specifically and prepare them for the following work step.
It is particularly advantageous if two pairs of vices are provided and the machine bed has a swirl unit between the vices of the first pair, a hardening station between the two vices pairs and a grinding unit between the vices of the second pair, since a threaded spindle or the like is provided by this machine tool. Any length can be milled, hardened and ground and therefore a finished product can be produced in one go from the raw workpiece.
In the drawings, the subject matter of the invention is schematically illustrated, u. 1 and 2 show two different exemplary embodiments of a machine tool according to the invention, each in a side view.
For machining workpieces of any length --W--, in particular for whirling long threaded spindles, a machine bed --1-- takes a whirling unit --2-- with steadies on the inlet and outlet sides --3-- as well as two longitudinally adjustable clamping
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The vices --4.5-- are also assigned - a screw drive --12-- as a feed drive for the longitudinal feed, which consists of a spindle --14-- driven by the motor --13--
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and fed to the processing unit --2-- according to the feed rate. The vices --4, 5- take over the axial feed by means of a corresponding longitudinal movement and the chucks --6.7 - take over the rotary feed by means of the drives --10, 11--. The longitudinal drive is provided by the feed drive --12--, the two vices-4, 5-- together and in the same direction in the feed direction V via the rotating spindle --14-- and the stationary nuts --15, 16-- moves.
With closed chucks --6, 7--, the workpiece W-- is guided by both vices - -4, 5-- along a certain feed path, whereupon the vise --5-- with its chuck --7-- alone takes over the feed and vice --4-- with open chuck --6-- by means of the motor --17-- now driven nut --15-- in rapid traverse a return movement R to the starting position.
Here the nut --15-- is braked again, the vice --4-- continues in the feed direction V and the chuck --6-closes, so that the vice --4-- now only feeds the workpiece - -W-- take over and now also vice --5-- after opening the chuck --7-- can quickly make a return movement R to the starting position, for which purpose drive --18-- drives the nut --16-. As soon as the vise --5-- has reached its starting position, the nut --16-- is braked, the chuck --7-- is closed and both vices --4, 5-- again provide the feed.
Due to this overlapping interaction of the two vices --4.5 - it is possible to travel through the feed path limited by the machine bed-l as often as required and to machine workpieces --W-- any length by the processing unit --2-- with continuous feed allow.
The continuous feed also allows the continuous machining of a workpiece --W-- in successive work steps, for which purpose, according to the simplified embodiment shown in FIG. 2 on the machine bed --1-- two pairs of interacting vices - -4, 5, 4a, 5a- - sit and between the vices --4, 5-- a vortex unit --2--, between the vices --4a, 5a-- a grinding unit --2a-- and between the two pairs of vices
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