DE102007033820A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Bearbeitung von Werksstückoberflächen - Google Patents
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- B23D43/00—Broaching tools
- B23D43/06—Broaching tools for cutting by rotational movement
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Drehbearbeitung von Werkstücken mit sowohl unrunden als auch rotationssymmetrischen Innen- und Außenkonturen. Im Stand der Technik werden drallfreie Werkstückoberflächen mit definierter Schneide erzeugt, wobei die Werkzeugschneide gegenüber der Rotationsachse des Werkstücks geneigt ist. Die
DE 10 2005 037 665 B3 zeigt eine solches Verfahren. Dabei wird die Schneide mit einer kreisbogenförmigen Vorschubbewegung um eine Schwenkachse bewegt und die durch die Schneidenform bedingten Konturabweichungen werden durch eine Zustellbewegung zwischen Werkstück und Werkzeug ausgeglichen. Bei relativ zur Schwenkachse symmetrischer Schneidenanordnung erfolgt während der Zustellbewegung ein Lastwechsel im Antrieb, weil die Bewegungsrichtung umgekehrt werden muss. Dieser Lastwechsel kann sich ungünstig auf die Oberflächenqualität des Werkstücks auswirken. - Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bearbeitung sowohl unrunder als auch rotationssymmetrischer Innen- und Außenkonturen von Werkstückoberflächen mit verbesserter Fertigungsqualität zu schaffen.
- Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren nach Anspruch 1 und eine Vorrichtung nach Anspruch 3 vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
- Ein vorteilhafter Aspekt der Erfindung besteht darin, die Schwenkachse des Werkzeugs relativ zur Schneide so anzuordnen, dass die durch die Schneidenform bedingten Konturabweichungen ohne Richtungswechsel in der Zustellbewegung ausgeführt werden.
- Dazu muss die Projektion der Schneidkante auf eine rechtwinklig zur Werkstückrotationsachse angeordnete Ebene gegenüber der Verbindungslinie zischen den Drehpunkten von Werkzeug und Werkstück um einen Winkel α geneigt sein, der während der Vorschubbewegung entweder kleiner gleich 90° ist oder größer gleich 90° ist.
- Im Folgenden wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben.
-
1 zeigt eine Werkzeugmaschine -
2 zeigt den Werkzeugrevolver von oben gesehen -
3 zeigt den Eingriff des Werkzeugs schematisch in vergrößerter Darstellung -
4 zeigt das Werkzeug nach3 in geschwenkter Position -
5 zeigt das Werkzeug nach3 von oben gesehen -
1 zeigt eine Werkzeugmaschine1 zur hochgenauen Bearbeitung von Werkstücken7 mit sowohl unrunden als auch rotationssymmetrischen Innen- und Außenkonturen, wobei nicht erfindungswesentliche Details des Antriebs, der Steuerung und des Gehäuses nicht dargestellt sind. Die Werkstücke7 werden in der Werkstückhaltevorrichtung6 , bestehend aus der Werkstückspindel8 und dem Reitstock9 eingespannt und in Rotation versetzt. Am Maschinengestell2 sind vertikale Führungen3 für den Vertikalschlitten4 vorgesehen. Dieser trägt seinerseits Führungen12 für den Horizontalschlitten5 . Darauf ist der Werkzeugrevolver10 mit den Werkzeugen11 um eine Schwenkachse13 drehbar gelagert. -
2 zeigt den Werkzeugrevolver10 in der Sicht von oben. Durch eine Schwenkbewegung des Werkzeugrevolvers10 um den Schwenkpunkt14 wird das Werkzeug11 mit der Schneidkante15 mit dem Werkstück7 in Eingriff gebracht. Dabei werden die durch die Schneidenform bedingten Konturabweichungen des Werkstücks7 durch eine Zustellbewegung des Horizontalschlittens5 entlang der Führungen12 ausgeglichen. - In
3 ist der Eingriff des Werkzeugs11 am Werkstück7 schematisch dargestellt. Das Werkstück7 rotiert um die Werkstückrotationsachse16 und das Werkzeug11 ist um die Schwenkachse13 drehbar gelagert. Dabei sind die Vorschubbewegung18 und die Rotationsbewegung19 entgegengesetzt gerichtet und die durch die Schneidenform bedingten Konturabweichungen werden durch eine Zustellbewegung in radialer Richtung bezogen auf das Werkstück7 ausgeglichen. Die Projektion der Schneidkante15 auf eine Ebene A, rechtwinklig zur Werkstückrotationsachse16 , ist gegenüber der Verbindungslinie20 zwischen dem Schwenkpunkt14 und dem Drehpunkt17 um einen Winkel α geneigt. In der dargestellten Position beträgt der Winkel α 90°. Zur Verbesserung der Fertigungsqualität erfolgt die Zustellbewegung ohne Richtungswechsel, d. h. das Werkzeug11 wird kontinuierlich zum Werkstück7 hin oder alternativ von diesem weg bewegt. Um diese Bedingung zu erfüllen, darf der Winkel α den Wert 90° nicht übersteigen oder unterschreiten, sondern er muss entweder immer kleiner gleich 90° oder alternativ größer gleich 90° sein. Da unter dieser Voraussetzung während der Vorschubbewegung kein Lastwechsel im Antrieb erfolgt, werden bezüglich der Oberflächenqualität deutlich bessere Ergebnisse erzielt. - In
4 ist das Werkzeug11 in geschwenkter Position zu sehen. Durch die Schwenkbewegung wurde der Winkel α auf einen Wert von über 90° vergrößert. -
5 zeigt die schematische Darstellung nach3 von oben gesehen. Die Schneidkante15 ist unter dem Anstellwinkel ε gegen die Werkstückrotationsachse16 geneigt. Sie wird während des Eingriffs in der Bewegungsrichtung18 orthogonal zur Werkstückrotationsachse16 bewegt. Da die Schneidkante15 auf Grund der schrägen Anordnung einen Raumwinkel mit der Verbindungslinie20 (aus den3 und4 ) bildet, ist zur Messung des Winkels α (ebenfalls aus den3 und4 ) eine Ebene E rechtwinklig zur Werkstückrotationsachse16 eingezeichnet. -
- 1
- Werkzeugmaschine
- 2
- Maschinengestell
- 3
- Führung
- 4
- Vertikalschlitten
- 5
- Horizontalschlitten
- 6
- Werkstückhaltevorrichtung
- 7
- Werkstück
- 8
- Werkstückspindel
- 9
- Reitstock
- 10
- Werkzeugrevolver
- 11
- Werkzeug
- 12
- Führung
- 13
- Schwenkachse
- 14
- Schwenkpunkt
- 15
- Schneidkante
- 16
- Werkstückrotationsachse
- 17
- Drehpunkt
- 18
- Vorschubbewegung
- 19
- Rotationsbewegung
- 20
- Verbindungslinie
- E
- Ebene
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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- Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 102005037665 B3 [0001]
Claims (5)
- Verfahren zur Bearbeitung sowohl unrunder als auch rotationssymmetrischer Innen- und Außenkonturen an einem rotierenden Werkstück (
7 ) wobei – wenigstens ein Werkzeug (11 ) mit einer ebenen Schneide (15 ) mit dem Werkstück (7 ) in Eingriff kommt – die Schneidkante (15 ) gegenüber der Werkstückrotationsachse (16 ) um einen Winkel ε geneigt ist – die Schneidkante (15 ) mit einer kreisbogenförmigen Vorschubbewegung um eine Schwenkachse (13 ) bewegt wird – während des Vorschubs die Wirkstelle zwischen Werkstück (7 ) und Werkzeug (11 ) entlang der Schneidkante (15 ) wandert – dass durch eine Zustellbewegung zwischen Werkstück (7 ) und Werkzeug (11 ) die unrunden Innen- und Außenkonturen des Werkstücks (7 ) erzeugt und/oder die durch die Schneidenform bedingten Konturabweichungen des Werkstücks (7 ) ausgeglichen werden, dadurch gekennzeichnet, dass die zum Ausgleich der durch die Schneidenform bedingten Konturabweichungen erforderliche Zustellbewegung kontinuierlich in einer Richtung erfolgt. - Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das während der Zustellbewegung zum Ausgleich der durch die Schneidenform bedingten Konturabweichungen der Abstand zwischen Werkzeug (
11 ) und Werkstück (7 ) entweder kontinuierlich verringert oder kontinuierlich vergrößert wird. - Werkzeugmaschine zur Bearbeitung sowohl unrunder als auch rotationssymmetrischer Innen- und Außenkonturen an einem rotierenden Werkstück (
7 ), mit wenigstens einem Werkzeug (11 ) mit einer ebenen Schneidkante (15 ), wobei die Schneidkante (15 ) mit einer kreisbogenförmigen Vorschubbewegung um eine Schwenkachse (13 ) bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die zum Ausgleich der durch die Schneidenform bedingten Konturabweichungen erforderliche Zustellbewegung durch die Anordnung des Schwenkpunkts (14 ) relativ zur Schneidkante (15 ) kontinuierlich in einer Richtung durchführbar ist. - Werkzeugmaschine nach Anspruch 3, wobei die Projektion der Schneidkante (
15 ) auf rechtwinklig zur Werkstückrotationsachse (16 ) angeordnete Ebene (A) und die Verbindungslinie zwischen dem Schwenkpunkt (14 ) und dem Drehpunkt (17 ) des Werkstücks (7 ) um einen Winkel α gegeneinander geneigt sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel α während der Vorschubbewegung entweder kleiner gleich 90° ist oder größer gleich 90° ist. - Werkzeugmaschine nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Aufnahme des Werkzeugs (
11 ) ein Werkzeugrevolver (10 ) vorgesehen ist und dass zum Ausführen der kreisbogenförmigen Vorschubbewegung der Werkzeugrevolver (10 ) um eine Schwenkachse (13 ) schwenkbar ist.
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|
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R034 | Decision of examining division/federal patent court maintaining patent in limited form now final | ||
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Representative=s name: FARAGO PATENTANWAELTE GMBH, DE Representative=s name: FARAGO PATENTANWALTSGESELLSCHAFT MBH, DE |