DE2044429B2

DE2044429B2 - Zusatzeinrichtung fuer das bearbeiten von kugel-innenflaechen auf einer vertikaldrehmaschine

Info

Publication number: DE2044429B2
Application number: DE19702044429
Authority: DE
Inventors: Marcel Collonges-au-Mont d'or Neuman (Frankreich)
Original assignee: SA CNMP Berthiez, Paris
Priority date: 1969-09-03
Filing date: 1970-09-01
Publication date: 1977-09-22
Also published as: DE2044429C3; SU420157A3; FR2058437A5; GB1319630A; US3688611A; CS151044B2; DE2044429A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zusatzeinrichtung für das Bearbeiten von Kugel-Innenflächen auf einer Vertikaldrehmaschine, mit einem um eine die Achse der Planscheibe der Vertikaldrehmaschine senkrecht schneidende Achse schwenkbaren und in Belastungsrichtung biegesteif unterstützten Arm, welcher mittels eines Drehzapfens an einem Träger gelagert ist und auf dem das Werkzeug in radialer Richtung einstellbar befestigt und mittels dessen das Werkzeug in einer die Planscheibenachse enthaltenden Ebene kreisförmig bewegbar ist, und mit einem am Träger gelagerten mechanischen Antrieb für die Schwenkbewegung des Armes.

Aus der Zeitschrift »Der Maschinenmarkt« (2. Juni 1953, Seiten 24/25) ist eine Zusatzeinrichtung für das Bearbeiten von Kugel-Innenflächen bekannt. Bei dieser Zusatzeinrichtung ist das Werkstück in herkömmlicher Weise auf der horizontal gelagerten Planscheibe einer normalen Drehmaschine eingespannt und wird mit Hilfe eines normalen Supportes, der die Zusatzeinrichtung trägt, von innen ausgedreht. Die Zusatzeinrichtung besteht dabei aus einem in horizontaler Ebene schwenkbaren Arm, auf dem das Werkzeug in radialer Richtung eingestellbar befestigt ist und welcher mittels eines Drehzapfens an einem Träger dergestalt gelagert ist, daß das Werkzeug in einer horizontalen Ebene kreisförmig um den Drehzapfen bewegt werden kann. Bei geeigneter Justierung des Trägers auf dem Support sowie des Werkzeugs am schwenkbaren Arm fällt nun die Drehachse der Planscheibe genau in die Ebene der Schneide cäes mittels des Armes kreisförmig schwenkbaren Werkzeuges. Der Radius der auf diese Weise drehbaren Kugel-Innenfläche wird demnach durch den Abstand zwischen Werkzeugschneide und der die Achs der Planscheibe senkrecht schneidenden Achse de Drehzapfens bestimmt. Zur Vermeidung von Durehbie gungen des Armes ist dieser in Höhe der Werkzeughai terung in Belastungsrichtung mit einem auf dem Träge befestigten und zum Drehzapfen konzentrischen Füh rungsring unterlegt. Als Antrieb für die Schwenkbewe gung des Armes ist ein auf dem Drehzapfen gelagerte Schneckenrad vorgesehen, das über den Drehzapfei formschlüssig mit dem Arm verbunden ist. Da Schneckenrad wird über eine Kombination voi Zahnrädern und Schnecke von der im Support ohnehii vorhandenen Querspindel angetrieben. Bei diese Zusatzeinrichtung liegt eine horizontale Bearbeitungs achse für das Werkstück vor, wodurch die zi bearbeitenden Durchmesser von Werkstücken ohnehii begrenzt sind. Andererseits läßt die Zusatzeinrichtunj nur eine äußerst geringe Änderung des herstellbarei Kugelradius zu, da diese ausschließlich von der (nich beliebig vergrößerbaren) Kraglänge des Schneidwerk zeuges abhängig ist.

Diese bekannte Vorrichtung ist jedoch nicht ohnt weiteres verwendbar, wenn Kugelinnenflächen mi' größeren, mehrere Meter betragenden Durchmesserr bearbeitet werden sollen. Derart große Werkstück« können nämlich nicht auf üblichen Horizontaldrehma schinen bearbeitet werden, sondern es sind hierzi Vertikaldrehmaschinen erforderlich, weil nur auf solchen Maschinen derart große Werkstücke gespanni werden können. Dabei ergeben sich des weiteren aber auch entsprechend große Abmessungen für die Zusatzeinrichtung mit der Schwierigkeit, daß dann auch die Durchbiegung des Werkzeugträgers im ausgefahrenen Zustand so groß werden kann, daß die Steifheit des Werkzeugträgers erheblich verringert ist und die Bearbeitung der Werkstücke unwirtschaftlich wird, weil sich nicht mehr genügend Werkstoff pro Zeiteinheil vom Werkstück abspanen läßt. Außerdem hat die Durchbiegung des Werkzeugträgers auch noch eine Verringerung der Fertigungsgenauigkeit zur Folge.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die bekannte Zusatzeinrichtung für das Bearbeiten von Kugel-Innenflächen im Hinblick auf ihre Verwendbarkeit an einer Vertikaldrehmaschine so weiterzubilden, daß die Werkzeuge dieser Einrichtung auch bei Bearbeitungsgradien von mehreren Metern durchbiegungsfrei abgestützt sind, die Einrichtung einfach und billig herstellbar ist und die Einrichtung in einfacher Weise an eine Vertikaldrehmaschine anbaubar ist, so daß erforderlichenfalls auch die übrigen Werkzeuge der Vertikaldrehmaschine trotz der Anbringung der Zusatzeinrichtung für weitere Bearbeitungsvorgänge benutzt werden können.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß der Träger an dem horizontalen Querbalken der Vertikaldrehmaschine befestigt ist, daß die Lagerung des Armes zwei in größerem Abstand fluchtend angeordnete Radiallager aufweist und daß für das Einstellen des Werkzeugs auf dem Arm ein Radialschlitten angeordnet ist.

Die erfindungsgemäße Zusatzeinrichtung kann also an dem horizontalen Querbalken einer Vertikaldrehmaschine derart befestigt werden, daß der Träger und der Arm mit dem Radialschlitten zusätzlich neben den üblichen, an einem Querbalken gelagerten vertikalen Werkzeughaltern angeordnet sind Dadurch kann die Vertikaldrehmaschine für das Kugeldrehen ohne irgendwelche Demontagearbeiten eingerichtet werden,

so daß auch sehr große Werkstücke mil komplizierten geometrischen Raumformen, wie beispielsweise halbkugeiförmige Werkstücke oder Gehäuse für Kernreaktoren, auf äußerst wirtschaftliche Weise bearbeitet werden können. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Zusatzeinrichtung besteh; darin, daß der das Werkzeug tragende Schlitten radial zugestellt werden kann, so daß aufeinanderfolgende Bearbeitungsschritte bis zur Beendigung des ganzen Bearbeitungsvorganges durchgeführt werden können, ohne den Betrieb und insbesondre den Vorschubmechanismus der Vertikaldrehmaschine anhalten zu müssen. Dabei ist noch besonders zu beachten, daß die Bearbeitung von Flächen großer Abmessungen auf einer Vertikaldrehmaschine mit einem oder zwei Ständern möglicn ist und daß innenliegende Flächen in Halbkugelform mit verschiedenen Durchmessern unter Beibehaltung der Reichen Schnittgeschwindigkeit und der gleichen Bearbeitungsmöglichkeit hergestellt werden können. Bei der Erzeugung kugeiförmiger innenflächen durch einfache Drehung des den Radialschlitten tragenden Armes wird somit ein Maximum an Formgenauigkeii selbst dann erreicht, wenn es um das Bearbeiten von sehr großen Werkstücken geht

Beispielsweise aus den FR-PS 13 81 631 und 9 95 353 ist es an sich zwar bereits bekannt, für das Einstellen des Werkzeugs auf dem Arm einen besonderen Radialschlitten vorzusehen, doch lassen sich diese Konstruktionen nicht ohne weiteres auf den Gegenstand der Erfindung übertragen, weil es sich dabei durchwegs um Ausführungsformen handelt, die erkennbar nur für das Bearbeiten von relativ kleinen Werkstücken gedacht und ausgelegt sind

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 eine vereinfacht dargestellte Seitenansicht einer Vertikaldrehmaschine mit der am horizontalen Querbalken angeordneten erfindungsgemäßen Zusatzeinrichtung;

Fig. 2 eine vergrößert dargestellte Seitenansicht der Zusatzeinrichtung;

Fig.3 eine um 90° gegenüber der Darstellung in F i g. 2 versetzie Ansicht und

Fig.4 eine der Fig.3 entsprechende Darstellung einer abgeänderten Ausführungsform der Zusatzeinrichtung.

Die in der F i g. 1 dargestellte Vertikaldrehmaschine besitze, ein Grundgestell 1, das einen Ständer 2 und eine drehangetriebene Planscheibe 3 trägt, auf welcher ein zu bearbeitendes Werkstück 4 befestigt ist, an welchem eine halbkugelförmige Innenfläche 5 erzeugt wird. Am Ständer 2 ist ein in vertikaler Richtung bewegbarer horizontaler Querbalken 6 angeordnet, der einen Quersupport 7 trägt, der sich in der Querrichtung verschieben läßt und an welchem ein vertikal verschiebbarer Werkzeughalter 8 angeordnet ist. Unterhalb des horizontalen Querbalkens 6 ist die Zusatzeinrichtung 9 für das Bearbeiten der kugelförmigen Innenfläche des Werkstückes 4 angeordnet.

Die Zusatzeinrichtung 9, deren erste AusführungsforiT. mit allen ihren Einzelteilen in F i g. 2 und 3

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Unterseite des horizontalen Querbalkens 6 befestigt ist und zwei Drehzapfen 11, 11a aufweist, auf denen unter Zwischenschaltung von aus Rollenlagern bestehenden Radiallagem 12, 32a ein Arm 13 drehbeweglich angeordnet ist, dessen Drehachse x-x, senkrecht zur Achse y-y, der Planscheibe 3 verläuft, auf der das zu bearbeitende Werkstück 4 befestigt ist. Die Achse xxi kann senkrecht oder auch parallel zur Längsachse des horizontalen Querbalkens 6 verlaufen. In den dargestellten Ausführungsbeispielen verlauf ι die Achse x-xi senkrecht zur Ebene der Gleit- oder Führungsbahnen des horizontalen Querbalkens 6.

Der drehbewegliche Arm 13 weis: eine Führungsbahn 14 auf, in welcher ein Radialschliuen 15 längs einer Achse geführt ist, die parallel zur Achse y-y, der Planscheibe 3 verläuft. Der Radialschlitten t5 trägt an einem seiner Enden einen abnehmbaren Werkzeughalter 16, an welchem ein Werkzeug 17 zur Bearbeitung der kugelförmigen Innenfläche 5 des Werkstückes 4 befestigt ist. Der Arm 13 und der Radialschlitten 55 sind seitlich gegenüber dem Werkzeughalter 8 der Vertikaldrehmaschine versetzt, so daß die Bearbeitung mit Hilfe des Werkzeughalters 8 erfolgen kann, wenn sich der Arm 13 in seiner zurückgezogenen Stellung befindet.

An dem horizontalen Querbalken 6 sind ein elektrischer oder hydraulischer Motor 18 mit regelbarer Drehzahl und ein Wechselgetriebe 22 angeordnet, dessen Welle 19 eine Schnecke 20 trägt, die in ein Schneckenrad 21 eingreift, welches mit dem Arm 13 fest verbunden is< und dessen Achse koaxial zur Drehachse x-xi des Armes 13 angeordnet ist. Dieser mechanische Antrieb (18, 19, 20, 21, 22) ermöglicht es, dem Arm 13 eine stetige, aber regelbare Drehbewegung zu erteilen.

Der Radialschlitten 15 trägt eine Spindelmutter 23, in welche eine Gewindespindel 24 eingreift, die von einem Geschwindigkeitswechselgetriebe 25 angetrieben wird, welches mit einem elektrischen oder hydraulischen Motor 26 gekuppelt ist. der auf dem Arm 13 fest angeordnet ist. Diese Einrichtung ermöglicht es, den von der Führungsbahn 14 entsprechend geführten Radialschlitten 15 zu verschieben, damit dessen Stellung relativ zum Durchmesser der zu bearbeitenden kugelförmigen Innenfläche 5 eingestellt werden kann. Hierauf wird der Radialschlitten 15 mit Hilfe von Schrauben 27 in seiner Stellung auf dem Arm 13 festgeklemmt (F ig· 3).

Bei der Bearbeitung der kugeligen Innenfläche 5 wird nach Einstellung des Werkzeuges 17 auf den zu bearbeitenden Durchmesser die Planscheibe 3 der Vertikaldrehmaschine in Umdrehung versetzt, wobei diese sich um ihre Achse y-yi dreht, und der Arm 13 wird durch den Motor iS mit Wechselgetriebe 22, die Schnecke 20 und das Schneckenrad 21 derart bewegt, daß sich der Arm 13 um seine Achse x-xj dreht.

Weil das Werkzeug 17 sich in einer Ebene dreht, die die Drehachse y-y ι der Planscheibe beinhaltet, beschreibt es mit seiner Werkzeugschneide 28 eine kreisförmige Bahn gemäß dem in die F i g. 3 eingezeichneten Pfeil, so daß eine Bearbeitung der kugeligen Innenfläche 5 möglich ist, deren Bereich gleich ist der einstellbaren Entfernung der Werkzeugschneide 28 des Werkzeuges 17 zur Drehachse x-x, des Arms 13.

Die Höhe des Mittelpunktes der kugeligen Innenfläche 5 in bezug auf die Planscheibe 3 der Verttkaldrehmaschine wird durch Einstellung der Höhe des Querbalkens 6 bestimmt.

Bei der in der F i g. 4 der dargestellten abgeänderten Ausführungsform der Zusatzeinrichtung weist der Arm 13 eine Kurbel 29 auf, deren Drehachse koaxial zur Achse x-xi des Armes 13 verläuft und an deren

Kurbelzapfen eine Pleuelstange 30 angelenkt ist, die mit ihrem anderen Ende gelenkig am vertikalen Werkzeughalter 8 befestigt ist. Bei Längsverschiebungen des Quersupportes 7, welcher den hülsenförmigen Werkzeughalter 8 auf dem horizontalen Querbalken 6 führt, in den Richtungen des Doppelpfeils A, wird mit Hilfe der Pleuelstange 30 und der Kurbel 29 eine Drehung des Armes 13 um seine Achse x-xi erzielt.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Zusatzeinrichtung für das Bearbeiten von Kugel-Innenflächen auf einer Vertikaldrehmaschine, mit einem um eine die Achse der Planscheibe der Vertikaldrehmaschine senkrecht schneidende Achse schwenkbaren und in Belastungsrichtung biegesteif unterstützten Arm, welcher mittels eines Drehzapfens an einem Träger gelagert ist und auf dem das ι ο Werkzeug in radialer Richtung einstellbar befestigt und mittels dessen das Werkzeug in einer die Planscheibenachse enthaltenden Ebene kreisförmig bewegbar ist, und mit einem am Träger gelagerten mechanischen Antrieb für die Schwenkbewegung des Armes, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (10) an dem horizontalen Querbalken (6) der Vertikaldrehmaschine befestigt ist, daß die Lagerung des Armes (13) zwei in größerem Abstand fluchtend angeordnete Radiaflager (12,12a,/aufweist und daß für das Einstellen des Werkzeugs (17) auf dem Arm (13) ein Radialschlitten (15) angeordnet ist.

2. Zusatzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Radialschlitten (15) eine Spindelmutter (23) trägt und über eine in diese eingreifende Gewindespindel (24), die über ein Geschwindigkeitswechselgetriebe (25) von einem auf dem Arm (13) angeordneten Motor (26) antreibbar ist, verschiebbar ist.

3. Zusatzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Radiallager (12, 12a; als Rollenlager ausgebildet sind.