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.Clamping device for machine tools The invention relates to a clamping device for machine tools and is intended in particular for lathes. In the usual design of these lathes, the spindle carries a power-operated external chuck which is provided with either two, three or four top jaws. For the machining of long workpieces with a high degree of slenderness, a tailstock is arranged on the lathe, which is provided with a slidably mounted tailstock tip which is used to support one end of the other end. workpiece clamped in the external chuck. In order to be able to machine workpieces over their entire length without leaving clamping points to be machined in a second operation after the workpiece has been reclamped, a face driver was previously arranged on the spindle by which the rotational movement of the spindle was transferred to the workpiece. Such face drivers are known in many designs. With the large chip cross-sections required today to achieve economical production, long workpieces with a high degree of slenderness cannot be clamped between the tailstock tip and a face driver, since the workpiece would bend due to the required axial force. This means that there is a risk that the workpiece will buckle. ' On the other hand, it is impossible to maintain the necessary machining tolerances with long workpieces with such a clamping. The invention was based on the object of creating a clamping device for machine tools with a spindle carrying a power-operated external chuck and a tailstock tip mounted so as to be displaceable in the tailstock, with which long workpieces precentered in a single clamping can be machined with a high degree of slenderness over their entire length, without the risk of bending. For this purpose, it is proposed with the invention to arrange a face driver known per se within the outer chuck, which is guided non-rotatably in a protective sleeve of the outer chuck and can be adjusted in the longitudinal direction by a sliding piston, the contact force of which is greater than that of the tailstock tip. The workpiece to be machined is first clamped between the tailstock tip and the extended face driver. With this clamping, the short clamping point for the top jaws of the external chuck is machined. Since the cutting force acts in the immediate vicinity of the face driver during this work process, there is no need to worry about bending the workpiece. As soon as the clamping point for the external chuck has been completed, the front center piece is moved into the external chuck, with the workpiece being pushed into the external chuck through the tailstock tip. By closing the outer chuck good waste is now carried out in support of the workpiece, so that the further processing of the same without any risk of deflections and the resultant inaccuracies dimension can also be carried out with great straining sections thereof '. According to a further feature of the invention, it is proposed that the extended end position of the face driver be determined by the end position of its sliding piston. Furthermore, according to the invention, the outer diameter of the face driver is made smaller than that of the machined workpiece and the pushed-in end position of the face driver is determined by the workpiece face resting against a stop surface of the external clamping chuck. - It is true that a power-operated clamping device for machine tools has become known in which a movable support axis for a clamping tool is arranged within the spindle carrying an external chuck, with which the workpiece can be aufgespanfit in such a way that it can then be machined at the clamping point for the external chuck . However, this clamping device is only suitable for ring-shaped workpieces with a relatively short axial extension and with a larger bore and is not suitable for machining long workpieces with a high degree of slenderness. The drawing shows an exemplary embodiment of the invention, namely: FIG. 1 shows a schematic side view of the entire machine tool with the workpiece clamped between the face driver and the tailstock tip, FIG. the workpiece between the outer chuck and the Reitstocespitze eingespannt'ist, Fig. 3 a, front view of the clamping device, Fig. 4 shows a section through the clamping device according to the section lines IV-IV in Figure 3, Fig. 5 shows a section through the radial guidance of a Base jaw in the chuck body along section line VV in FIG. 4 and FIG. 6 shows a section through the axial guidance of a base jaw in the clamping body along section line VI-VI in FIG. In Figures 1 and 2, a machine tool designed as a lathe with a bed 1, a headstock 2, a tailstock 3 and a slide 4 is shown schematically, -on which the clamping device according to the invention is to be explained. Since the design of the drives is not part of the invention, they have been omitted for the sake of clarity. An external chuck 6 is fastened to the spindle 5 by means of screws 22, the structure of which can be seen in detail from FIGS. 3 to 6. The clamping jaws 25 of the external chuck 6 are clamped by means of a clamping tube 9 which is connected to a clamping piston 15 which is arranged in the clamping cylinder 12 so as to be axially movable. In the interior of the external chuck 6 , a face driver 8 is arranged, which is connected to a sliding rod lo which can be adjusted by means of a sliding piston 16 movable in a sliding cylinder 13. Since the clamping cylinder 12 and the displacement cylinder 13 rotate with the spindle 5 , a special pressure medium feed device 17 is provided through which the stationary feed lines 18 with the clamping cylinder 12 or
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.the sliding cylinder U are connected. The connecting channels between the feed device 17 and the individual cylinders 12 and 13 are not shown for the sake of clarity and are designed in a known manner. In the illustrated embodiment, a tailstock tip 7 is arranged in the tailstock 3 , which can be adjusted by means of a tailstock piston 14 which is arranged axially movable in a tailstock cylinder 11. The pressure medium is supplied to the tailstock cylinder 11 through feed lines 19. In FIG. 1 it is shown how the workpiece 2o, machined on its end faces and pre-centered, is clamped between the extended pin driver 8 and the tailstock tip 7 when the clamping jaws 25 of the external chuck 6 are fully open. In this clamping, the later clamping point 2ob of the workpiece 2o is produced by means of the turning tool 4a. After the clamping point 20ib has been completed, the pressure in the displacement cylinder 13 ) is reduced so that the pressing force of the tailstock tip 7 predominates and the tailstock piston 14 moves the workpiece 2o together with the face driver 8 into the external spreader chuck 6 . - While the extended position of the face driver 8 was determined by the contact of the sliding piston 16 in the Verschiebezy cylinder 13, the retracted 9mlllung of the face driver 18 is determined by the contact of the end face 2oa of the workpiece.2o on a stop surface.29 of the outer chuck 6 . Once the workpiece-2o is in the position shown in Figure 2, it is additionally clamped by the clamping jaws 25 of the outer chuck 6 by through the clamping piston 15, a clamping body 23 of the outer chuck is adjusted. 6 The rest of the machining of the workpiece 2o is then carried out with this clamping, with machining inaccuracies due to deflection being excluded by the secure clamping and good guidance of the workpiece 2o. In FIGS. 3 to 6, an exemplary embodiment of the clamping device according to the invention is shown in detail. The known per se outside chuck 6, the chuck body 21, is attached by means derzSchrauben 22 on the spindle 5 is, as Deibackenfutter.ausgebildet.Die base jaws 24, auf.denen the clamping jaws 25 are fastened by means of screws 26, according to Figure 5 with guide strips 24a, through which they are guided in radial guide grooves 21a of the chuck body 21. The base jaws 24 are adjusted by means of the clamping body 23, which is connected to the clamping tube 9 of the clamping cylinder 12. This clamping body 23 has - as can be seen particularly clearly from FIG. 6 - obliquely running guide tracks 23a, in which the base jaws 24 are guided by means of their hammer head 24b. A protective sleeve 27 is arranged in the bore of the external chuck 6 and is fastened to the chuck body 21 by means of screws 28. In this protection sleeve 27 is a sleeve is guided axially bew4ich 34, projecting into the protective sleeve 27 by means of a guide groove 39 e in ine guide pin 38 is secured against rotation relative to the protective sleeve 27th In the front part of the quill 34, a driver head 30 is pendulum supported in a spherical surface and held by an elastic ring 32 . In order to transmit the rotation of the quill 34 to the driver head 3o, a pin 35 is provided in the quill 34, which engages in a corresponding recess 3oa of the driver head 3o. On the end face of the driver head 3o, driver cutting edges 31 are arranged, which transfer the rotational movement of the spindle 5 to the workpiece 2o. To center the workpiece 2o, a center punch 33 is used, which is under the force of a pretensioned adjusting spring 36 , which is supported on a plug 37 screwed into the quill 34. The adjusting spring 36 can also be replaced by any desired pressure piston. In the exemplary embodiment shown, the end face of the protective sleeve 27 serves as a stop face 29 for the workpiece 2o when the quill 34, together with the face driver 8, assumes its pushed-in end position.
Anstelle der Schutzbüchse 27 können auch die Grundbacken 24
oder die Spannbacken 25 mit entSDrechenden Anschlagflächen versehen werden.Instead of the protective sleeve 27 , the base jaws 24 or the clamping jaws 25 can also be provided with corresponding stop surfaces.