DE1552473A1 - Werkzeugmaschine - Google Patents

Description

Patentanwalt

Dipl. Phys. Dr.Waliher Junius 20. April 1969

Hannover, Abbestr. 20 ^_ _ ...

Dr.J/Ha.

Aktenzeichen: P 15 52 473. 9
Anmelder ι T^zkumny ustav
kein Zeichen: 1051

Werkz eugmas chine

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine, auf deren Maschinenbett ein einen Reitstock tragender Schlitten angeordnet ist.

Reitstöcke von Werkzeugmaschinen, insbesondere von Drehbänken, müssen als Bestandteil des Maschinenrahmens eine hohe Steifheit des Systems Maschine-Werkzeug-Werkstück sichern, um eine hohe Schwingungsfestigkeit gegen'Entstehen von Eigenschwingungen, zu verbürgen.

Bestehende Ausführungen von Reitstöcken sind mit Rücksicht auf eine gute Bedienbarkeit der Maschine so gestaltet, daü sie auf der vom Werkzeug abgekehrten Seite des Reitstockes im Querschnitt verstärkt ausgeführt sind, so daß der Querschnitt des Reitstockes mitsamt seinem

NeU6 Unterlagen (Art. / Sj I Abs. 2 Nr. l Satz 3 des Änderungsgee. v. 4. 9.19671

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Schlitten in etwa dreieckf ömiig mit einer dem Werkzeug zugekehrten vertikalen Seite gestaltet ist. Diese Gestaltung verursacht aber eine ungeeignete Hichtungsorientierur_& ler Lage der Haupteigenschwingungen in dem Reitstock gegenüber der Lage des Werkzeuges und beeinträchtigt so wesentlich die Schwingungsfestigkeit der Maschine» Diese· Gestaltung lässt leicht selbsterregte Schwingungen entstehen. So entstehen bei verhältnismäßig niedrigen Schneidegeschwindigkeiten selbsterregte Schwingungen, die die Güte der bearbeiteten Oberfläche beeinträchtigen, die Lebensdauer des Werkzeuges herabsetzen und die Beanspruchung der äiaschinenelemente erhöhen.

Ein verhältnismäßig einfaches Mittel zum Erreichen einer anderen Riclrfcungs orientierung el er Eigenschwingungen gegenüber der Lage des Werkzeuges wurde durch eine andere Form des Reitstockkörpers gemäß einem älteren Vorschlag dadurch erreicht, daß der Heitstockkörper als ein schräg vom Werkzeug aus gesehen nach hinten verlaufender Ständer gebildet ist. Hierdurch wurde eine vorteilhaftere Riehtungsorientierung der Eigenschwingungen des Schwingungssystemes erzielt und damit eine wesentlich höhere Schwingungsfestigkeit der Maschine gegen Entstehen von selbsterregten Schwingungen.

Zur Schwingungsdämpfung an Werkzeugmaschinen ist es bekannt . geworden, eine Ringfeder als schwingungsdämpfendes Stützelement unter dem Werkzeug anzubringen. Dieses führt zu einer Verlängerung der Lebensdauer des Werkzeuges, vermag aber letztlich nicht die Richtungsorientierung der

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Eigenschwingungen im Seitstock zu beeinflussen, die einen sehr viel höheren Einfluß auf die Lebensdauer des Werkzeuges, vor allem aber a.uf die leistung der gesamten Maschine ausübt.

Pie bei ungünstiger Eichtungsorientierung der Eigenschwingungen in der 'Maschine erzeugten Schwingungen, setzen aber nicht nur die Leistung der Maschine herab und verkürzen die Lebensdauer des Werkzeuges, sondern sie gehen auch von_}dem Maschinengestell in die Saume, in denen die Maschinen aufgestellt sind, über. Aus diesem G-runde hat man an Maschinengestellen Dämpfungsvorrichtungen angeordnet, welche dadurch wirken, daß gegen Tragteile des Maschinengestelles unter Druck anliegende Scheuerkörper nach entgegengesetzten Seiten gerichtete Scheuerflachen aufweisen. Eine Dämpfungsvorrichtung besteht darin, daß die Scheuerkörper als Keilleisteil ausgebildet sind, die unter Vorspannung in am "Maschinengestell in dessen Schwingungsebenen befindlichen keilförmigen Hüten eingelegt sind und mit diesen an einigen Punkten verbunden sind. Eine derartige Schwingungsdämpfung ist aber immer nur ein Behelf, mit dem sich nur geringe Wirkungen erzielen lassen, solange die Richtungsorientierung der auftretenden Eigenschwingungen nicht in der geeignetsten Form eingestellt ist.

Die vorliegende Erfindung vermeidet die genannten Nachteile und Schwierigkeiten. Ihr liegt die Aufgabe 'zugrunde, eine Möglichkeit für eine gute Eichtungsorientierung der Eigenschwingungen auch· bei einer Beibehaltung der herkömmlichen Reitstockkörpergestaltungen zu schaffen.

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Die vorliegende Erfindung besteht darin, daß auf der von dem Werkzeug abgekehrten Seite zwischen dem Reitstockkörper und dem Reitstoekschlitten oder zwischen dem Reitstockschlitten und dem Maschinenbett ein elastisches Element vorgesehen ist.

Diese Anordnung vermeidet weitgehend die Bildung von selbsterregten Schwingungen. Sie weJsfc den Vorteil einer leichten Einstellmöglichkeit der zweckmäßigsten Steifheit des elastischen Elementes auf, wodurch eine Änderung der Schwingungerichtung erzielbar ist.

Eine vorteilhafte Ausführung besteht darin, daß das elastische Element einen !Teil des Reitstockkörpers bildet, und zwar einen Teil der Grundplatte seines Ständers, die als elastische Platte ausgebildet ist, die auf der dem Werkzeug abgekehrten Seite mit ihrem freien Ende am Reitstockschlitten gelagert ist. Eine andere vorteilhafte Ausführung besteht darin, daß das elastische Element die dem Werkzeug abgekehrte Seite des Reitstockschlittens ist.

Das Wesen der Erfindung ist an der Gegenüberstellung von zwei Ausführungsbeispielen der Erfindung gegenüber einer bekannten und einer älteren vorgeschlagenen Ausführung näher erläutert. Es zeigen:

Pig. 1 eine Reitstockaueführung nach der Erfindung im [Teilechnitt bei Ansicht in Richtung des Spindelstockes,

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Fig. 2 eine andere Ausfülirung eines Seitstockes nach der Erfindung in derselben Ansicht,

Pig. 3 den betreffenden Aufriß zu Mg. 2, Fig. 4 eine bekannte Seitstockausführung, Fig. 5 eine ältere vorgeschlagene Seitstockausführung,

Der erfindungsgemäJSe in Fig. 1 gezeigte Seitstock besteht aus der Pinolenmuffe, in welcher die Pinole 2 verschiebbar gelagert ist. Die Pinolenmuffe 1 ist mittels des Ständers 3 mit der Grundplatte '4 verbunden, die verschiebbar mit dem Schlitten 6 verbunden ist. Die Grundplatte 4 ist in ihrem hinteren iüeil im Fuß zwischen den Stellen A und B geschwächt und bildet eine elastische Platte 5. Die Grundplatte 4 ist mit dem Schlitten 6 durch Schrauben 7 verbunden. Der ganze Seitstock ist im Maschinenbett durch weitere Schrauben 8 befestigt. Durch Wirkung der elastischen Platte 5 werden vorteilhafte Änderungen der Hauptrichtungen der Steifheiten an der Pinole erzielt. Die Sichtung II - II der minimalen Steifheit (Fig.1) liegt nicht innerhalb des spitzen Winkels ß, der durch die Sichtung der Normalen Ii und der resultierenden Schneidekraft P gegeben ist, sondern ist gegenüber der Sichtung der Normalen lsi um den Winkel £ in Uhrzeigerrichtung verdreht. Durch diese Sichtung II - II der minimalen Steifheit wird eine wesentliche Erhöhung der Schwingungsfestigkeit der Maschine gegen das Entstehen von selbsterregten Schwingungen beim Bearbeiten erzielt. Die Steifheit des Seitstockes wird jedoch dabei nicht herabgesetzt. Ee wird also nicht auf unerwünschte Art die Genauigkeit der Maschine beeinträchtigt.

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Alternativ kann erfindungsgemäß derselbe Effekt so erzielt werden, daß das elastische Element durch eine elastische Schlittenplatte 6 gebildet wird. In diesem Pail entfällt der elastische Teil des Reitstockkörpers, der als elastische Platte 5 ausgebildet ist_}und der Iteitstockkörper stützt sich, mit seinem hinteren Teil gegen den Schlitten 6 (Stelle A der Zeichnung).

Ein ähnlicher Effekt Kann durch die Anordnung nach Fig ο und 3 erzielt werden. In diesem lall ist das elastische Element als elastischer Träger 9 ausgebildet, der zwischen dem Reitstockkörper 10 und dem Schlitten 11 vorgesehen ist. Der elastische Träger 9 ist mit seinem einen Ende mittels schrauben 13 fest mit dem Schlitten 11 verbunden und sein zweites Ende ist mittels weiterer Schrauben 12 mit dem Reitstockkörper 10 verbunden. Am Vorderteil (an Stelle C) ist das Reitstockbett fest mit dem Schlitten 11 verbunden. Durch eine richtig gewählte Steifheit des elastischen Trägers 9 wird wieder das gewünschte'Verdrehen der Richtung II - II der minimalen Steifheit wie bei der Reitstockausführung gemäß Pig. 1 erzielt. Anstatt des elastischen Trägers 9 kann ein elastisches Element einer anderen angemessenen Form und Steifheit verwendet werden, zum Beispiel eine mechanische Feder, die mit einem Dämpfungselement verbunden ist, gegebenenfalls ein pneumatisches oder hydraulisches elastisches Element.

In manchen Fällen ist es zweckmäßig, das elastische Element zwischen dem Reitstockkörper bzw. zwischen dem Reitstockschlitten und dem Maschinenbett anzuordnen oder aus-

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zuführen oder das elastische Element kann direkt einen Teil des Bettes der Werkzeugmaschine bilden.

Die übliche "bekannte Ausführung des Reitstockes ist in Pig. 4 dargestellt. Bei dieser Ausführung ist das Profil des Ständers S in Sichtung vom Messerkopf weg nach hinten versetzt, um die Möglichkeit der größten Annäherung des Messersupports an die Drehachse beim Bearbeiten von G-egenständen kleiner Durchmesser zu sichern. Eine Folge dieser Form des Ständers des Reitstockes ist, daß die Richtung II - II der minimalen Steifheit an der Einspannspitze zwischen der Normalen N und der resultierenden Schneidekraft P liegt. Die normale Ii besitzt eine radiale Richtung und führt durch die Schneide des Y/erkzeuges M. Die Richtung I - I der maximalen Steifheit ist senkrecht zur Richtung der minimalen Steifheit II-II« Die Richtungen der maximalen und minimalen Steifheit beeinflussen die Richtungen der Eigenschwingungen des Schwingungssystems. Bei dieser Richtungsorientierung ist das Entstehen von Eigenschwingungen sehr leicht möglich und dieses ist die Ursache.der geringen Schwingungsfestigkeit der Maschine gegen das Entstehen von selbst- " erregten Schwingungen.

Ein verhältnismäßig einfaches Mittel zum Andern der _ä Richtungsorientierung der Eigenschwingungen mit Rücksicht auf die Lage des Werkzeuges und so zum Erzielen einer wesentlich höheren Schwingungsfestigkeit der Maschine gegen Entstehen von selbsterregten Schwingungen ist die Anordnung einer geeigneten Form des Reitstockkörpers nach einem älteren Vorschlag, nämlich des Ständers des Reit-

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stockkörpers, wie er in Fig. 5 dargestellt ist. Bei dieser Ausführung hat der Heitstockkorper einen schräg angeordneten Ständer, wodurch eine vorteilhafte Richtungsorientierung der Eigenschwingungen des Schwingungssystems erzielt wird«,

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Claims (1)

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   Patentansprüche

   Werkzeugmaschine, auf deren Maschinenbett ein einen Reitstock tragender Schlitten angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet,

   daß auf der von dem Werkzeug (M) abgekehrten Seite zwischen dem Reitstockkörper (1O) und dem Reitstockschlitten (6,11) oder zwischen dem Reitstockschlitten(6,11) und dem Maschinenbett ein elastisches Element (5,9) vorgesehen ist.

   2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

   daß das elastische Element einen Teil des Reitstockkörpers bildet, und zwar einen Teil der Grundplatte

   (4) seines Ständers (3), die als elastische Platte

   (5) ausgebildet ist, die auf der dem Werkzeug (M) abgekehrten Seite Mt ihrem freien Ende am Reitetockschlitfcen (6) gelagert ist.

   5. Vferkzeugmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

   daß das elastische Element die dem Werkzeug (M) abgekehrte oeite des ReitstockschliUens ist.

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