DE19836348C2

DE19836348C2 - Werkzeugaufnahme für eine CNC-gesteuerte Hartdrehmaschine

Info

Publication number: DE19836348C2
Application number: DE1998136348
Authority: DE
Original assignee: Erwin Junker Maschinenfabrik GmbH
Current assignee: Erwin Junker Maschinenfabrik GmbH
Priority date: 1998-08-11
Filing date: 1998-08-11
Publication date: 2000-07-27
Anticipated expiration: 2018-08-12
Also published as: DE19836348C5; DE19836348A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugaufnahme für eine CNC-gesteuerte Hartdrehmaschine mit den Merkmalen gemäß Oberbegriff von Anspruch 1.

Maschinen zum konventionellen und CNC-gesteuerten Drehen von Wellen- und Flanschteilen sind bereits bekannt. Bei CNC-gesteuerten Drehmaschinen werden im allgemeinen genormte Stahlhalter auf sogenannte Werkzeugrevolver montiert. Diese können im allgemeinen acht, zwölf oder sechzehn Drehstähle unterschiedlichster Formen auf einer Werkzeugaufnahmeplatte aufnehmen.

Aus der Druckschrift "SAUTER Werkzeugrevolver - das Gesamtprogramm", Stand 5/95) ist eine Werkzeugaufnahme für eine Drehmaschine bekannt, bei welcher eine Werkzeugaufnahmeplatte fest mit dem Werkzeugrevolver verbunden ist, so daß beim Umrüsten der Drehmaschine die Werkzeugaufnahmen einzeln gewechselt werden müssen, was sehr zeitaufwendig ist. Da für jedes Werkzeug ein eigener Werkzeughalter vorgesehen ist, ist eine Ausführung mit derartigen Werkzeughaltern ausgerüstete Drehmaschine auch entsprechend teuer in der Anschaffung.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Werkzeugaufnahme der eingangs genannten Art zu schaffen, die äußerst flexibel einsetzbar und dennoch innerhalb kürzester Zeit umrüstbar ist.

Zur Lösung der Aufgabe wird erfindungsgemäß eine Werkzeugaufnahme mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 vorgeschlagen.

Zweckmäßige Weiterbildungen dieser Werkzeugaufnahme ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen 2 bis 11.

Erfindungsgemäß ist eine an den Werkzeugrevolver angeordnete Werkzeugaufnahmeplatte lösbar befestigt und somit schnell und präzise mit den gesamten an ihr direkt montierten Werkzeugen gegen eine andere austauschbar. Insbesondere ergeben sich durch Verwendung der erfindungsgemäßen Werkzeugaufnahmeplatte folgende Vorteile:

- sehr schneller Wechsel der gesamten Werkzeuge ohne Demontage der Werkzeuge
- kompletter Wechsel eines gesamten Werkzeugsatzes für ein Werkstück, ohne daß die Einzelwerkzeuge demontiert werden, so daß der komplette voreingestellte Werkzeugsatz erhalten bleibt und bei einer neuen Serie wieder einsetzbar ist
- kürzere Umrüstzeiten, da der komplette Werkzeugsatz gewechselt wird
- durch kürzere Umrüstzeiten wird eine hohe technische Verfügbarkeit der Werkzeugmaschine erreicht, was zu einer beträchtlichen Kosteneinsparung führt.

Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen an Hand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Draufsicht auf eine Hartdrehmaschine;

Fig. 2 eine der Fig. 1 ähnliche Ansicht mit auch in Z-Richtung verschiebbarem Zustellschlitten;

Fig. 3 einen Teilschnitt eines Werkzeugrevolvers mit an ihm befestigter Werkzeugaufnahmeplatte;

Fig. 4 einen Teilschnitt ähnlich Detail A in Fig. 3 mit an der Innenseite der Werkzeugaufnahmeplatte angeordnetem Werkzeug;

Fig. 5 eine Seitenansicht des Zustellschlittens mit dem Werkzeugrevolver; und

Fig. 6 eine weitere Hartdrehmaschine mit zwei Werkzeugrevolvereinheiten.

In Fig. 1 ist eine Werkzeugmaschine in Form einer Hartdrehmaschine dargestellt, wobei die Steuerung dieser Maschine mittels einer CNC-Steuerung erfolgt. Es sind zwei rechtwinklig zueinander angeordnete CNC-Achsen X; Z dargestellt.

Ein Werkstückspindelstock 1 und ein Reitstock 2 sind auf einem in Z-Richtung verfahrbaren Maschinentisch 7 aufgebaut, wobei die Mittelachse der durch einen Spindelmotor angetriebenen Werkstückspindel und die Mittelachse der Reitstockpinole 5 mit der Mittelachse 9 eines Werkstückes 8 fluchten.

Die Reitstockpinole 5 zum Abstützen des Werkstückes ist vorzugsweise hydraulisch verfahrbar (vergl. Pfeil 6). Des weiteren ist der Reitstock 2 zur Einstellung auf unterschiedliche Werkstücklängen axial verschiebbar (vergl. Pfeil 10).

Ein Zustellschlitten 11 der Hartdrehmaschine ist auf einer nicht gezeigten und durch einen Servomotor angetriebenen Zustellspindel in Richtung der X-Achse verfahrbar. Am vorderen Teil des Zustellschlittens 11 ist ein Werkzeugrevolver 12 befestigt. Der Werkzeugrevolver 12 dient zur Aufnahme von Werkzeugen 21 zum Bearbeiten des Werkstückes 8.

Die Werkzeuge 21 sind an einer scheibenförmigen Werkzeugaufnahmeplatte 20 vorgesehen, die im Außendurchmesser vorzugsweise rund ausgeführt sind. Dabei kann im Bereich des Außendurchmessers eine beliebige Anzahl von Werkzeugen 21 angeordnet sein, wobei diese Anzahl von der Form der Werkzeuge sowie deren Bearbeitungsaufgabe bestimmt ist.

Um ein Werkzeug 21 in seine Arbeitsposition zu bringen, wird die Werkzeugaufnahmeplatte 20 radial vertaktet. Dies erfolgt beispielsweise mittels eines CNC-gesteuerten Antriebs über einen Schneckenantrieb 15. Zum radialen Vertakten wird die Innenwelle 14 und damit die Werkzeugaufnahmeplatte 20 mittels eines Hydraulikzylinders 13 einige Zehntel mm axial verschoben, so daß die kraftschlüssige Klemmung der hinteren Planfläche 26 auf der Planfläche 25 des Werkzeugrevolverkopfes 18 entspannt wird. Nach dem Vertakten wird die hintere Planfläche 26 der Spindelnase des Werkzeugrevolverkopfes mittels einer nicht dargestellten mechanischen oder hydraulischen Klemmvorrichtung wieder gegen die gehäuseseitige Planfläche 25 des Werkzeugrevolver-Kopfgehäuses 18 gezogen, um eine kraftschlüssige Fixierung zu erhalten.

Gemäß Fig. 2 ist der Werkstückspindelstock 1 fest mit dem Maschinengestell verbunden, und der Reitstock 2 auf einer Führung verschiebbar angeordnet. Hier sind dann die beiden Bewegungsachsen X und Z rechtwinklig zueinander auf Führungen unter dem Zustellschlitten angeordnet. Die beiden Führungen sind jeweils mit nicht dargestellten, unabhängig voneinander ansteuerbaren Antrieben versehen.

Gemäß Fig. 3 ist eine Teilansicht des Werkzeugrevolvers 12 dargestellt, wobei die wechselbare Werkzeugaufnahmeplatte 20 dargestellt ist. Die Werkzeugaufnahmeplatte 20 dient zur Aufnahme der Werkzeuge 21. Diese sind nach Fig. 3 direkt an der Werkzeugaufnahmeplatte, beispielsweise mit jeweils einer Schraube, deren Mittelachse 22 dargestellt ist, befestigt. Durch Lösen der Schraube kann ein verschlissenes Werkzeug 21 auf einfache Weise gegen ein neues Werkzeug 21 ausgetauscht werden. Anstelle der Schraube zum Befestigen des Werkzeuges 21 kann auch ein nicht dargestelltes Klemmelement zum Einsatz kommen.

Um Kollisionen mit dem Werkstück 8 oder der Reitstockpinole 5 zu verhindern, ist die Werkzeugaufnahmeplatte am Außenumfang mit diesen Konturen angepaßten Taschen 30 ausgespart. Die Werkzeugaufnahmeplatte 20 kann komplett gegen eine andere ausgetauscht werden, damit ein schnelles Umrüsten der Hartdrehmaschine gewährleistet ist. Hier sind zur radialen Zentrierung des Werkzeugrevolvers 12 ein dreifach genuteter Werkzeugaufnahmebohrungsring 31 und ein für im Querschnitt kreisförmig ausgebildete Keile entsprechend geformter Aufnahmebund 33 an der Innenwelle 14 des Werkzeugrevolvers 18 vorgesehen. Um eine kraftschlüssige Verbindung der Werkzeugaufnahmeplatte 20 mit der Innenwelle 14 des Werkzeugrevolvers 12 zu erreichen, ist ein mittels Schrauben 34 aufgeklemmter Spannflansch 32 vorgesehen.

Durch Lösen der Schrauben 34 kann der Spannflansch 32 abgenommen und anschließend die komplette Werkzeugaufnahmeplatte 20 entnommen werden. Es wird nun für eine andere Bearbeitung eine andere Werkzeugaufnahmeplatte montiert, deren Werkzeuge 21 auf die Bearbeitung dieses anderen Werkstückes 8 abgestimmt sind. Hierdurch kann ein schneller und für den Bediener einfacher Wechsel der gesamten Werkzeuge erreicht werden. Des weiteren bleibt das für die Bearbeitung des zuvor bearbeiteten Werkstückes 8 voreingestellte Werkzeug komplett auf der Werkzeugaufnahmeplatte 20 erhalten.

Aus Fig. 4 ist es ersichtlich, daß die Werkzeuge auch auf der anderen Seite der Werkzeugaufnahmeplatte 20 angebracht sein können. Hier kann man gemäß der Bearbeitungsaufgabe zwischen unterschiedlichsten Anordnungsvarianten der Werkzeuge 21 variieren.

Fig. 5 zeigt eine Seitenansicht des Zustellschlittens 11 mit dem Werkzeugrevolver 12. Das Werkstück 8 ist ebenfalls im Schnitt dargestellt. Die Werkzeugaufnahmeplatte 20 ist hier mit acht am Umfang angebrachten Werkzeugen 61, 62 bestückt. Diese Anzahl kann der jeweiligen Bearbeitungsaufgabe angepaßt werden. Das Werkstück 61 befindet sich in seiner Arbeitsposition an dem Werkstück 8. Durch Vertakten in Pfeilrichtung 63 kann das Werkzeug 62 in diese Arbeitsposition gebracht werden.

Nach Fig. 6 weist die Hartdrehmaschine zwei Einheiten in der Form von zwei Werkzeugrevolvern 12, 70 auf, welche um eine horizontale Mittelachse in Pfeilrichtung B in einer gemeinsamen Ebene schwenkbar angeordnet sind. Diese Werkzeugrevolver sind auf einem gemeinsamen Zustellschlitten 11 montiert und schließen einen Winkel ein, der im gezeigten Ausführungsbeispiel größer als oder gleich 60° und maximal 180° beträgt.

Diese Maschine kann aber auch derart gestaltet sein, daß eine Einheit als Werkzeugrevolver 12 zur Drehbearbeitung und die andere Einheit als Schleifspindeleinheit 70 ausgebildet ist, damit mit einer ersten Einheit eine Drehbearbeitung und mit einer zweiten Einheit eine Schleifbearbeitung möglich ist.

Claims

1. Werkzeugaufnahme für eine CNC-gesteuerte Hartdrehmaschine, mit mindestens einem Werkzeugrevolver (12) und mit einer an dem Werkzeugrevolver (12) angebrachten Werkzeugaufnahmeplatte (20), wobei durch Takten der Werkzeugaufnahmeplatte (20) ein gewünschtes Werkzeug in seine Arbeitsposition und durch Relativbewegung zwischen dem Werkzeugrevolver und einem in einer Aufspannung gehaltenen Werkstück (8) zum Materialabtrag bringbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß
die Werkzeugaufnahmeplatte (20), an welcher die Werkzeuge (21, 61, 62) fixiert sind, mittels einer Zentriervorrichtung am Werkzeugrevolver (12) spielfrei und lösbar befestigbar und somit zur Umrüstung austauschbar ist, und
daß die Zentriervorrichtung ein Dreipunktlager umfaßt, welches zwischen einem Zapfen (37) und einem Zentrierring (31) wirksam ist, um die Werkzeugaufnahmeplatte (20) an dem Werkzeugrevolver (12) zu zentrieren, wobei ein Spannflansch (32) zum Spannen der Werkzeugaufnahmeplatte (20) an dem Werkzeugrevolver (12) vorgesehen ist.

2. Werkzeugaufnahme nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentrierring (31) der Zentriervorrichtung im Bereich seiner Bohrung drei gleichmäßig voneinander beabstandete Nocken aufweist, die mit ebenfalls gleichmäßig voneinander beabstandeten, im Querschnitt kreisförmig ausgebildeten Keilen am Außenumfang eines mit der Antriebswelle (14) verbundenen und sich durch die Bohrung erstreckenden Zapfens (37) lösbar in kraftschlüssigen Reibeingriff bringbar sind.

3. Werkzeugaufnahme nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugaufnahmeplatte (20) einen dem Werkzeugrevolver (12) zugewandten, eine Planfläche schaffenden Flansch (26) aufweist, über welchen durch eine lösbare kraftschlüssige Verbindung mit einem ebenfalls eine Planfläche schaffenden Flansch (25) am Werkzeugrevolver (12) das jeweilige Werkzeug in der Arbeitsposition gehalten ist.

4. Werkzeugaufnahme nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die kraftschlüssige Verbindung mittels eines Hydraulikzylinders durch Erzeugen eines geringfügigen axialen Verschiebeweges der Werkzeugaufnahmeplatte (20) hydraulisch lösbar ist.

5. Werkzeugaufnahme nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugaufnahmeplatte (20) in der Taktposition mittels eines Schneckenantriebs (15) getaktet wird.

6. Werkzeugaufnahme nach einem der Ansprüche 4 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschiebeweg im Bereich von 0,02 bis 0,2 mm liegt.

7. Werkzeugaufnahme nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeuge (21, 61, 62) direkt an der Werkzeugaufnahmeplatte (20) im Bereich ihrer Stirnfläche befestigt sind.

8. Werkzeugaufnahme nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeuge am Außenumfang der Werkzeugaufnahmeplatte befestigt sind.

9. Werkzeugaufnahme nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugaufnahmeplatte (20) so ausgebildet ist, daß die Werkzeuge darauf mit unterschiedlicher Anzahl befestigbar sind.

10. Werkzeugaufnahme nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Werkzeugrevolver an einem einzigen Zustell schlitten befestigt und um eine gemeinsame X-Achse so verschwenkbar sind, daß deren Werkzeuge in die jeweilige Arbeitsposition bringbar sind.

11. Werkzeugaufnahme nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeugrevolver und eine Schleifeinheit an einem einzigen Zustellschlitten befestigt und um eine gemeinsame X-Achse so verschwenkbar sind, daß entweder die Werkzeuge des Werkzeugrevolvers oder eine Schleifeinrichtung der Schleifeinheit in die Arbeitsposition bringbar sind.