Spannvorrichtung für Werkzeugmaschinen Die Erfindung betrifft eine
Spannvorrielitung für Werkzeugmaschinen und ist insbesondere für Drehmaschinen bestimmt.
Bei der üblichen Ausführung dieser Drehmaschinen trägt die Spindel ein kraftbetätigtes
Aussenspannfutter, das-entweder mit zwei,drei oder vier Aufsatzbacken versehen ist.
Zur spanabhebenden Bearbeitung-langer Werkstücke mit hohem Schlankheitsgrad ist
-an der Drehmaschine' ein Reitstock angeordnet, der mit einer verschiebbar gelagerten
Reitstockspitze versehen ist, die zur Lagerung des einen Endes des mit seinem anderen
Ende. im Au ssenspannfutter eingespannten Werkstückes bestimmt.ist. Um Werkstücke
über ihre gesamte Länge bearbeiten zu können,ohne daß nach dem Umspannen des Werkstückes
in einem zweiten Arbeitsgang zu bearbeitende Spannstellen übrig bleiben,wurde bisher
ein Stirnmitnehmer an der Spindel angeordnetdurch den die Drehbewegung der Spindel
auf das Werkstück übertragen wurde. Derartige Stirnmitnehmer sind In vielen Ausbildungen
bekannt. Bei den heutezur Erzielung einer wirtschaftlichen Fertigung notwendigen
großen Spanquerschnitten kann die-Einspannung langer Werk...-stücke mit hohem Schlankheitsgrad
zwischen der Reitstockspitze und einem Stirnmitnehmer nicht vorgenommen werden,
da das Werkstück sich durch die erforderliche Axialkraft durchbiegen wurde. Hierdurch
besteht einmal die Gefahr, daß das Werkstück knickt.' Zum anderen ist es unmöglich,
mit einer derartigen Einspannung bei langen Werkstücken die erforderlichen Bearbeitungstoleranzen
einzuhalten.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Spannvorrichtung
für Werkzeugmaschinen mit einer ein kraftbetätigtes Aussenspannfutter tragenden
Spindel und einer im geitstock verschiebbar gelagerten Reitstockspitze zu schaffen,
mit der in einer einzigen Einspannung vorzentrierte lange Werkstücke mit hohem Schlankheits'
grad über ihre gesamte Länge bearbeitet werden können, ohne daß die Gefahr'von Durchbiegungen
entsteht. Zu diesem Zweck wird mit der Erfindung vorgeschlagen, innerhalb des Aussenspannfutters
einen an sich bekannten Stirnmitnehmer anzuordnen,der in einer Schutzbüchse des
Aussenspannfutters unverdrehbar geführt und in Längsrichtung durch einen Verschiebekolben
verstellbar ist, dessen Anstellkraft größer als die der Reitstockspitze ist. Das
zu bearbeitende Werkstück wird zuerst zwischen der Reitstockspitze und dem ausgefahrenen
Stirnmitnehmer eingespannt. M it dieser Einspannung wird die kurze Spannstelle für
die Aufsetzbacken des Aussenspannfutters bearbeitet. Da bei diesem Arbeitsvorgang
die Schneidkraft unmittelbar in der Nähe des Stirnmitnehmers angreift, sind keine
Durchbiegungen des Werkstückes zu befürchten. Sobald die Spannstelle für das Aussenspannfutter
fertiggestellt ist,wird der Stirnmitnelmer in das Aussenspannfutter hineinbewegt,
wobei das Werkstück durch die Reitstockspitze in das Aussenspannfutter hineingeschoben
wird. Durch Schließen des Aussenspannfutters erfolgt nunmehr eine gute
Ab-
stützung des Werkstückes,so daß die weitere Bearbeitung desselben ohne
die Gefahr von Durchbiegungen und daraus' sich ergebenden Abmessungsungenauigkeiten
auch mit großen Spanquerschnitten durchgeführt werden kann. Gemäß einem weiteren
Merkmal der Erfindung wirdi-vorgeschlagen, die ausgefahrene Endstellung des Stirnmitnehmers
durch die Endlage seines Verschiebekolbens festzulegen. Weiterhin wird erfindungsgemäß
der Aussendurchmesser des StirnmitnehmEm kleiner
als der des bearbeiteten
Werkstückes ausgeführt und die eingeschobene Endstellung des Stirnmitnehmers- durch
das Anliegen der Werkstückstirnfläche an einer Anschlagfläche des.Aussenspannfut-'
ters--festgelegt. -
Es ist zwar bereits eine kraftbetätigte Spannvorrichtung
für Werkzeugmaschinen bekannt geworden, bei der innerhalb der ein Aussenspannfutter
tragenden Spindel eine verschiebbare Tragachse für ein Spannzeug angeordnet istg
mit dem das Werkstück derart aufgespanfit werden kann, daß es anschliessend an der
Einspannstelle für das Aussenspannfutter bearbeitet werden kann. Diese Spannvorrichtung
eignet sich jedoch nur für ringförmige Werkstücke von verhältnismässig kurzer axialer
Erstreckung und mit# einer größeren Bohrung und ist nicht zur Bearbeitung von langen
Werkstücken mit hohem Schlankheitsgrad geeignet. Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt: Fig. 1 eine schematische Seitenansicht
der gesamten Werkzeugmaschine mit zwischen dem Stirnmitnehmer und der Reitstockspitze
eingespanntem Werkstück, Fig.-2 eine schematische Seitenansicht gemäß Fig.1,wobei
Jedoch. das Werkstück zwischen dem Aussenspannfutter und der Reitstocespitze eingespannt'ist,
Fig. 3 eine,Vorderansicht der Spannvorrichtung, Fig. 4 einen Schnitt durch
die Spannvorrichtung gemäß den Schnittlinien IV-IV in Fig.3, Fig. 5 einen
Schnitt durch die radiale Führung einer Grundbacke im Futterkörper nach Schnittlinie
V-V in Fig.4 und Fig. 6 einen Schnitt durch die axiale Führung einer Grundbacke
im Spannkörper nach Schnittlinie VI-VI in Fig.4.
In den Figuren
1 und 2 ist schematisch eine als Drehmaschine ausgebildete Werkzeugmaschine
mit einem Bett 1, einem Spindelkasten 2, einem Reitstock 3 und einem
Schlitten 4 dargestellt, -an der die erfindungsgemäße Spannvorrichtung erläutert
werden soll. Da die Ausbildung der Antriebe nicht zur Erfindung gehört, wurden sie
der Übersichtlichkeit halber weggelassen. An der Spindel 5 ist ein Aus-senspannfutter
6 mittels Schrauben 22 befestigt, dessen Aufbau im einzelnen aus den Figuren
3 bis 6
hervorgeht. Die Spannbacken 25 des Aussenspannfutters
6 werden mittels eines Spannrohres 9 gespannt, das mit einem Spannkolben
15 verbunden ist, der im Spannzylinder 12 axial beweglich angeordnet ist.
Im Inneren des Aussenspannfutters 6 ist ein Stirnmitnehmer 8
angeordnet,
der mit einer Verschiebestange lo verbunden ist, die mittels eines in einem Verschiebezylinder
13 beweglichen Verschiebekolben 16 verstellt werden kann. Da sich
der Spannzylinder 12 und der Verschiebezylinder 13 mit der Spindel
5 drehen, ist eine besondere Druckmittelzuführvorrichtung 17 vorgesehen,
durch die die feststehenden Zuleitungen 18 mit dem Spannzylinder 12 bzw.
dem Verschiebezylinder U verbunden werden. Die Verbindungskanäle
zwischen der ZufUhrvorrichtung 17 und den einzelnen Zylindern 12 bzw.13 sind
der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt und werden in bekannter Weise ausgeführt.
Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist im Reitstock 3 eine Re#tstockspitze
7 angeordnet.die mittels eines Reitstockkolbens 14, der axial beweglich in
einem Reitstockzylinder 11 angeordnet ist, verstellt werden kann. Die Druckmittelzufuhr
zum Reitstockzylinder 11 erfolgt durch Zuleitungen 19.
In der Figur
1 ist dargestellt, wie das an seinen Stirnflächen bearbeitete und vorzentrierte
Werkstück 2o zwischen dem ausgefahrenen
Sti,rnmitnehmer
8 und der Reitatockspitze 7 bei vollständig geöffneten Spannbacken
25 des Aussenspannfutters 6
eingespannt ist. In-dieser Einspannung
wird mi ttels des Drehstahles 4a die--spätere Spannstelle 2ob des Werkstückes 2o
hergestellt. Nach Fertigstellen der Spannstelle 20ib wird der Druck im Verschiebezylinder
13 );erabgesetzt, so daß die Andrückkraft der Reitstockspitze 7 Überwiegt
und der Reitstockkolbeh 14 das Werkstück 2o zusammen mit dem Stirnmitnehmer
8 in das Aussenspgrmfutter 6 hineinverschiebt. -
Während die
ausgefahrene Stellung des Stirnmitnehmers 8
durch die Anlage des Verschiebekolbens
16 im Verschiebezy linder 13-festgelegt war, wird die eingefahrene 9mlllung
des Stirnmitnehmere 18 durch die Anlage der Stirnfläche 2oa des Werkstückes.2o
an einer Anschlagfläche.29 des Aussenspannfutters 6 bestimmt. Sobald sich-das
Werkstück 2o in der Stellung gemäß Fig.2 befindet, wird es zusätzlich durch die
Spannbacken 25 des Aussenspannfutters 6 eingespannt, indem durch den
Spannkolben 15 ein Spannkörper 23 des Aussenspannfutters
6 verstellt wird. Mit dieser-Einspannung wird sodann die restliche Bearbeitung
des Werkstückes 2o durchgefUhrt,wobei durch die sichere Einspannung und gute FUhrung
des Werkstückes 2o Bearbeitungsungenauigkeiten infolge von Durchbiegungen ausgeschlossen
werden. In,-den-Figuren 3 bis 6 -ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Spannvorrichtung im einzelnen dargestellt. Das an sich bekannte Aussenspannfutter
6, dessen Futterkörper 21,mittels derzSchrauben 22 an der Spindel
5 befestigt ist, ist als Deibackenfutter.ausgebildet.Die Grundbacken 24,
auf.denen die Spannbacken 25 mittels Schrauben 26 befestigt sind,
sind
gemäß Fig.5 mit Führungsleisten 24a versehen,durch die-sie
in radialen Führungsnuten 21a des Futterkörpers 21 geführt sind. Die Verstellung
der Grundbacken 24 erfolgt mittels des Spannkörpers 23, der mit dem Spannrohr
9 des Spannzylinders 12 verbunden ist. Dieser Spannkörper 23 besitzt
- wie besonders deutlich aus Fig.6 hervorgeht - schräg verlaufende
Führungsbahnen 23a, in denen die Grundbacken 24 mittels ihres Hammerkopfes 24b geführt
sind. In der Bohrung des Aussenspannfutters 6 ist eine Schutzbüchse
27 angeordnet,die mittels Schrauben 28 am Futterkörper 21 befestigt
ist. In dieser Schutzbüchse 27 ist eine Pinole 34 axial bew4ich geführt,die
mittels eines in e ine Führungsnut 39 in der Schutzbüchse 27 hineinragenden
Führungsstiftes 38 gegen Verdrehungen gegenüber der Schutzbüchse
27 gesichert ist. Im vorderen Teil der Pinole 34 ist ein Mitnehmerkopf
30 in einer Kugelfläche pendelnd abgestützt und durch einen elastischen Ring
32 gehalten. Um die Drehung der Pinole 34 auf den Mitnehmerkopf 3o zu Übertragen,
ist ein Stift 35 in der Pinole 34 vorgesehen, der in eine entsprechende Aussparung
3oa des Mitnehmerkopfes 3o eingreift. Auf der Stirnfläche des Mitnehmerkopfes 3o
sind Mitnehmerschneiden 31 angeordnet, die die Drehbewegung der Spindel
5 auf das Werkstück 2o übertragen. Zur Zentrierung des Werkstückes 2o dient
eine Körnerspitze 33,die unter der Kraft einer vorgespannten Anstellfeder
36 steht,welche sich an einem in die Pinole 34 eingesehraubten Stopfen
37 abstützt. Die Anstellfeder 36 kann auch durch einen beliebigen
Druckkolben ersetzt werden. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel dient die Stirnfläche
der Schutzbüchse 27 als Anschlagfläche 29 für das Werkstück 2o, wenn die
Pinole 34 zusammen mit dem Stirnmitnehmer 8 ihre eingeschobene
Endstellung
einnimmt.