DE2346481A1

DE2346481A1 - Vorrichtung zum bohren und fraesen von werkstuecken mit einem bohrnutenfraeser

Info

Publication number: DE2346481A1
Application number: DE19732346481
Authority: DE
Inventors: Manfred Huber
Original assignee: Carl Hurth Maschinen und Zahnradfabrik GmbH and Co
Current assignee: Gleason Hurth Tooling GmbH
Priority date: 1973-09-14
Filing date: 1973-09-14
Publication date: 1975-03-27
Also published as: DE2346481B2; IT1019246B

Description

Werk II, I München 40 ²5<>3 Lich/Wo 31Ö . 00 Mootacner 8trae« 36 PL 3 3 2

Telefon (0« 11) 3 S011

Vorrichtung zum Bohren und Fräsen von Werkstücken mit einem Bohrnutenfräser

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung, wie sie im Oberbegriff des Hauptanspruches beschrieben ist. Der Erfindung liegt als Aufgabe eine Vorrichtung der oben beschriebenen Art vor, mit der folgende Operationen ausgeführt ■werden können; Bohren, schrittweises axiales Tiefenzustellen des Werkzeugs, Eil-Tiefenzusteilen, Tiefen-Eilrückstellung und Bohr-Eilrückstellung. Somit sollen beispielsweise folgende Programme gefahren werden können

A) 1. Werkzeug im Eilgang vor 5
2. Bohren;

. Nutenfräsen mit Längs- und Querbewegung des Werkzeugs relativ zum Werkstück, was nicht zur Erfindung gehört} 3a. Bohrrückstellung im Eilgang,
3b. Eilrückstellung (Rückstellung von 1·). (3a· + 3b. gleichzeitig)

B) 1. Werkzeug im Eilgang vor;

2. Schrittweises Tiefenzustellen, jeweils am Nutende; Nutenfräsen mit Längs- und Querbewegung des Werkzeuge relativ zum Werkstück, was nicht zur Erfindung gehört;

3a. Tiefenzustellung im Eilgang zurück,

3b. Eilrückstellung (Rückstellung von 1.). (3a· + 3b. gleichzeitig)

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-2-

Bei den bekannten Maschinen wurden die beschriebenen Bewegungen teils von Hand, teils automatisch über Kupplungen, Schaltgetriebe u. dgl. ausgeführt. Dagegen ist der Erfindung die Aufgabe gestellt, die Möglichkeit für eine vollständige Automatik zu geben.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird mit den Merkmalen des Hauptanspruches gelöst. Die Vorrichtung nach der Erfindung hat den Vorteil, daß die Steuerung der Bewegungsabläufe elektrohydraulisch erfolgen kann unter Zuhilfenahme von Festanschlägen. Die Vorrichtung nach der Erfindung weist gegenüber den zum bekannten Stand der Technik gehörenden Maschinen weniger Teile auf. Außerdem ist sie einfacher und billiger, insbesondere bei Berücksichtigung der Möglichkeit eines automatischen Arbeitsablaufes.

Eine einfache Vorrichtung ergibt sich mit den Merkmalen des Anspruch 2. Dem automatischen Arbeitsablauf ist eine Weiterbildung mit den Merkmalen des Anspruch 3 förderlich, wobei für das Einrichten der Maschine auf möglichst kurze Zustellwege eine Ausgestaltung mit den Merkmalen des Anspruch k vorteilhaft ist. Der automatische Arbeitsablauf wird weiterhin mit einer Gestaltung nach den Merkmalen des Anspruch 5 gefördert. Um ein genaues Arbeiten der Vorrichtung zu gewährleisten, wird die Erfindung mit den Merkmalen der Ansprüche 6 und 7 weitergebildet.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung hervor.

Die Erfindung ist anhand eines mit den Figuren 1 bis 5 gezeigten Ausführungsbeispiels erläutert.

Fig. 1 zeigt schemätisch die Seitenansicht einer Nutenfräs-L maschine, auf der die Erfindung angewendet ist. _,

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Fig. 2 zeigt perspektivisch das Getriebeschema einer Vorrichtung nach der Erfindung.

Fig. 3 zeigt in größerem Maßstab die Frässpindel mit den unmittelbar anschließenden Antriebselementen.

Fig. 4 zeigt die Antriebseinrichtung für den kontinuierlichen Tiefenvorschub.

Fig. 5 zeigt die Antriebseinrichtung für die schrittweise Tiefenzustellung.

Fig. 1 zeigt als Beispiel für die Anwendung der Erfindung eine Nutenfräsmaschine. Mit 1 ist der Maschinenständer bezeichnet, der den Werkstücktisch 2 trägt. An der Rückseite des Maschinenständers oder des Werkstücktisches ist in einer geeigneten Führung ein Längsschlitten 3 längsverschiebbar geführt. Er kann in bekannter Weise angetrieben werden. Der Längsschlitten ist mit einer bekannten Führung versehen, in der ein Querschlitten k quer zur Längsverschiebbarkeit höhenverstellbar ist. Auf dem Querschlitten ist in geeigneter Weise ein Fräskopf 5 gelagert, der mittels einer Pinole 6 einen Bohrnutenfräser 7 aufnimmt, der in einer in der Pinole gelagerten Frässpindel 8 eingespannt ist. Die Spannmittel für den Bohrnutenfräser sind bekannt, sie wurden daher in Figur 3 lediglich gezeichnet aber nicht ausdrücklich beschrieben. Mit der beispielhaft gezeigten Nutenfräsmaschine können Nuten mit drei Längsvorschüben des Fingerfräsers relativ zum Werkstück gefräst werden, wobei der erste Längsvorschub entlang der Mitte der Nut verläuft, der zweite Längsvorschub entlang der einen Nutwand und der dritte Längsvorschub entlang der zweiten Nutwand. (Derartige Fräsverfahren

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sind bekannt, siehe DT-AS 1 153 966). Da der Fingerfräser horizontal liegt, wird die beschriebene Querverstellung des Werkzeugs mit dem Querschlitten 4 ausgeübt. Um die eingangs beschriebenen Programme fahren zu können, muß der Bohrnutenfräser sowohl einen kontinuierlichen Tiefenvorschub ausführen als auch schrittweise zugestellt werden können. Zu diesem Zweck ist erfindungsgemäß die in den Figuren 2 bis 5 dargestellte Vorrichtung vorgesehen.

Der Bohrnutenfräser ist in einer Frässpindel 8 eingespannt, die drehbar aber nicht längsverschiebbar mit Lagern 9» 10, 11 in der Pinole 6 gelagert ist. Die Frässpindel ist auf der dem Bohrnutenfräser abgewendeten Seite mit einem Keilwellenprofil 12 versehen, das in eine Keilnabe 13 eingreift, welches drehbar aber nicht langsverschxebbar im Fräskopf 5 gelagert ist. Die Keilnabe ist mit einem stufenlos verstellbaren Riementrieb, von dem die konischen Abtriebsscheiben l4, 15 in Fig. 2 und 3 gezeigt sind, für die Drehbewegung der Frässpindel antreibbar. Die Pinole 6 ist, wie bereits erwähnt im Fräskopf längsverschieb bar aber nicht drehbar gelagert. Das Keilnabenprofil 12 der Frässpindel ist so lang ausgebildet, daß es bei der Längsbewegung der Pinole ständig im Eingriff mit der Keilnabe 13 bleibt.

Ein Getriebeschema für den Antrieb der Pinole 6 zu ihrer Längsbewegung für den Tiefenvorschub und die Tiefenzustellung zeigt Fig. 2. In einem ersten Zylinder l6 ist ein in Fig. 4 mit 17 bezeichneter erster Kolben längsverschiebbar und antreibbar geführt. Dieser Kolben ist mit einer Schnecke l8 gekuppelt, die von dem besagten Kolben angetrieben als Zahnstange auf ein Schneckenrad 19 wirkt. Die Drehbewegung des Schneckenrades wird

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über ein Zahnradgetriebe 20 bis 25 auf eine Vorschubspindel 26 übertragen. Das Gewinde 27 der Vorschubspindel greift in eine Spindelmutter 28 ein, die auf eine unten näher beschriebenen Weise gegen Drehung gesichert und als zweiter Kolben ausgebildet ist, der in Fig. 3 mit 29 bezeichnet ist. Dieser Kolben ist in einem zweiten Zylinder 30 geführt der mit der Pinole 6 gekuppelt ist. Die Pinole kann also durch Beaufschlagen sowohl des im ersten Zylinder l6 geführten Kolbens als auch im zweiten Zylinder 30 geführten zweiten Kolbens verschoben werden.

Der Hub des im ersten Zylinder l6 geführten ersten Kolbens 17 kann mit einer Anschlagvorrichtung 31 eingestellt werden. Außerdem kann mit einer Kurbel 32, die auf ein Vierkant 33 gesteckt werden kann eine Antriebswelle 34 gedreht werden, die in einer unten beschriebenen Weise mit der Schnecke 18 gekuppelt ist. Wird der im Zylinder l6 geführte Kolben 17 durch Beaufschlagen mit Druckmittel axial festgehalten, dann kann durch Drehen der Kurbel 32 bzw. der Schnecke 18 über die Getriebeglieder 19 bis 29 die Pinole und damit der Bohrnutenfräser 7 (Fig. l) axial zu sich relativ zum Werkstück eingestellt werden.

In einem dritten Zylinder 35 ist ein dritter Kolben geführt, der in Fig. 5 mit 36 bezeichnet ist. Der Hub dieses Kolbens kann mit einer Anschlagvorrichtung 37 eingestellt werden. Der besagte dritte Kolben ist mit einer Kolbenstange 38 versehen, die mit einem Bolzen 39 (Fig.5) und einem Hebelpaar 40 am Außenring 4l einer Einwegkupplung 42 angelenkt ist. Die Einwegkupplung wirkt über eine schaltbare Kupplung 43, z.B. eine Elektrokupplung auf die Vorschubspindel 26. Durch Hin- und Herbewegen xles dritten Kolbens kann die Vorschubspindel schrittweise gedreht

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und damit die Pinole und der Bohrnutenfräser schrittweise axialverschoben werden.

Fig. 3 zeigt die Anordnung der Vorschubspindel näher. Sie ist mit Lagern 44, 45 im Fräskopf 5 gelagert. Auf ihr ist das Zahnrad 25 verkeilt, das zu dem oben bereits genannten Zahnradgetriebe gehört. Daneben ist auf der Vorschubspindel ein zu einer schaltbaren elektromagnetischen Kupplung 43 gehörender Nabenkörper 46 drehbar gelagert, auf dem drehfest der Innenring 47 einer als Einwegkupplung wirkenden Freilaufkupplung angeordnet ist. Dieser Innenring steht in bekannter Weise über Kupplungskörper mit dem Außenring 48 in Verbindung, an dem das bereite genannte Hebelpaar 40 angeschweißt ist. Der Außenring ist mit einem Lager auf dem Nabenkörper 46 abgestützt. Die andere Kupplungshälfte 49 der elektromagnetischen Kupplung ist drehfest auf der Vorschubspindel angeordnet. Der Spulenkörper 50 der Kupplung ist an einem Lagerkörper 51 befestigt, der am Gehäuse des Fräskopfes angeschraubt ist, in dem die Gewindespindel mittels des genannten Lagers 44 gelagert ist, und auf dessen halsartigem Ansatz 54 die bereits genannte Spindelmutter 28 drehfest gelagert ist. Die Spindelmutter ist in bekannter Weise mit den Gewindebuchsen 52, 53 auf der Gewindespindel spielfrei einstellbar.

Die Spindelmutter ist als Kolben ausgebildet, der zweiter Kolben 29 genannt wurde, dieser bildet mit dem ihn umgebenden zweiten Zylinder 30 zwei Kammern 55, 56, die über Anschlußstutzen mit Druckmittel beschickt werden können. Der zweite Zylinder ist mit der Pinole verbunden, so daß die Pinole vor- und zurückgeschoben werden kann, je nach dem, welche der Kammern mit Druck-^

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mittel beschickt wird.

Der erste Zylinder l6 (Fig.4) bildet mit dem ersten Kolben 17
ebenfalls zwei Zylinderräume 55 t 5^· Je nach dem welche Kolbenseite über die zu den jeweiligen Zylinderräumen gehörenden Anschlußstutzen mit Druckmittel beaufschlagt wird, wird die
Schnecke 18, die über eine Kolbenstange 57 mit dem ersten Kolben verbunden ist hin- oder hergeschoben. Die so als Zahnstange wirkende Schnecke dreht, wie bereits vorher beschrieben, das
Schneckenrad 19· Die Länge des Hin- und Herweges kann mit einer zur Anschlagvorrichtung gehörenden Anschlagschraube 58 eingestellt werden, die im Gehäuse des Fräskopfes 5 verschraubbar
ist. Außen ist an der Anschlagschraube ein Skalenring 59 angebracht, mit dessen Hilfe die Stellung des Anschlags eingestellt und abgelesen werden kann. Die Stellung der Anschlageinrichtung kann mit einer nichtgezeichneten Feststellschraube fixiert
werden.

Auf der der Kolbenstange abgewendeten Seite ist die Schnecke l8 mit einer Keilwelle 60 versehen, die in eine¹ entsprechende Verzahnung eingreift, welche in der bereits genannten Antriebswelle 3^ vorgesehen ist. Mit dieser Kupplung ist gewährleistet, daß die Schnecke l8 .mit der Kurbel 32 in allen Stellungen der
Anschlagvorrichtung 3I gedreht werden kann. An dem oberen Ende
der Antriebswelle ist ein Skalenring 6l vorgesehen, um das Einstellen des Bohrnutenfräsers mittels der Antriebswelle 3^ zu
erleichtern.

Der dritte Kolben 36 (Fig.5) bildet mit dem dritten Zylinder 35 zwei Zylinderkammern 62, 63, die über dazugehörige Anschlußstutzen wechselweise mit Druckmittel beschickt werden können,
^odurch der Kolben auf und ab bewegt und damit über die Einweg-

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kupplung und die Gewindespindel die Pinole schrittweise angetrieben wird. Der Hub des dritten Kolbens kann mit einem Anschlag 6k und Gegenanschlag 65 eingestellt werden. Zu diesem Zweck ist der Gegenanschlag in einem Zylinderdeckel 66, der zusammen mit dem dritten Zylinder im Fräskopf befestigt ist, verschraubbar. Außen ist am Gegenanschlag ein Skalenring 67 aufgeschraubt und gegen Drehung gesichert. Mit diesem Skalenring kann der Hub des dritten Kolbens eingestellt und abgelesen werden.

Die Elemente für die Hydraulikanlage, wie Pumpe, Filter, Überdruckventile, Schaltventile, Leitungen sind bekannt und daher nicht gezeichnet und beschrieben. Die Elemente für die elektrische Steuerung, beispielsweise Endschalter, die an den Wegen der hydraulischen Antriebseinrichtungen angeordnet sind, mit den dazugehörigen elektrischen Einrichtungen sind ebenfalls bekannt und daher nicht gezeichnet und beschrieben.

Die in den eingangs angegebenen Programmen aufgeführten Verfahrenschritte können mit der Vorrichtung nach der Erfindung also wie folgt ausgeführt werden.

Eilgang vor und zurück wird ausgeführt mit dem im zweiten Zylinder 30 geführten zweiten Kolben 29· Bohren und Bohrrückstellung wird ausgeführt mit dem im ersten Zylinder l6 geführten ersten Kolben 17· Schrittweise Tiefenzustellung wird ausgeführt mit dem im dritten Zylinder 35 geführten dritten Kolben 36.

Die dazu gehörenden Getriebe- und Einstellelemente wurden oben beschrieben.

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¹ Carl Hurth	B	München, den 12.9.1973	Begriffsliste	Maschinenständer	5	dritter Zylinder
Mtjdilnen- und Zahnradfabrik Werte II, 8 Münchtn 40		2503 Lich/Wo 318.OO	Werkstücktisch	6	dritter Kolben
Mootacher StraB· 38		PL 332	Längsschlitten	7	Anschlagvorrichtung
Ttitfon (0811) 35011		Querschlitten	8	Kolbenstange
	Fräskopf	9	Bolzen
1	Pinole	40	Hebelpaar
2	Bohrnutenfräser	1	Außenring
3	Frässpindel	2	Einwegkupplung
4		3	schaltbare Kupplung
5	■ Lager	^k\
6		>J	Lager
7	Keilwellenprofil	y 6	elektromagnetische Kupplung
8	Keilnabe	7	Innenring
9^S	, Abtriebsscheiben eines	8	Außenring
IO	) stufenlosen Getriebes	9	Kupplungshälfte
1	erster Zylinder	50	Maffnetkörper
2	erster Kolben	1	Lagerkörper
3 V	Schnecke	3
	Schneckenrad	4	Gewindebuchsen
5,		3	halsartiger Ansatz
6		7	Zylinderräurae
7		8	Kolbenstange
8		9	Anschlagschraube
9		6o	Skalenring
20"	Vorschubspindel	1	Keilwelle
1 2	Gewinde	3	Skalenring
3	Spindelmut'ter	4
4	zweiter Kolben	5	Zylinderkammern
	zweiter Zylinder	6	Anschlag
6	Ans chlagvorrichtung	7	Gegenanschlag
7	Kurbel 32	8	Zylinderdeckel
8	Vierkant	Skalenring
9	Antriebswelle
30
1
2
3
4

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Claims

Ü und 2.HHr-CH^ ί^Χ/Γ JV^

Warlc IJ, B MQncfc.n 40 /_Λ 2503 Lich/Wo 318. OO

Μοο··ΰι·Γ 8Ιηβ· 36 JU PL 332 Telefon (M 11) 35011

ANSPRÜCHE

Vorrichtung zum Bohren und Fräsen von Werkstücken, mit der ein Bohrnutenfräser zum Bohren in der Tiefe verstellt, zum Fräsen einen Längsvorschub ausführen und gegebenenfalls für eine Breiteneinstellung der Nut querverstellt werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß die den Bohrnutenfräser (7) aufnehmende Frässpindel (8)

a) für eine Drehbewegung mit einem Motor antreibbar ist,

b) für einen kontinuierlichen Tiefenvorschub axial antreibbar ist,

c) für eine schrittweise Tiefenzustellung zusätzlich axial antr eibb ar ist,

d) und für eine Eilzustellung bzw. Rückführung zusätzlich axial antreibbar ist.

2) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für den kontinuierlichen und den schrittweisen Tiefenvorschub eine Vorschubspindel (27) vorgesehen ist, deren Vorschubmutter (28) für die Eilzustellung hydraulisch oder pneumatisch axial antreibbar ist.

3) Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet« daß der Antrieb für den kontinuierlichen Tiefenvorschub von einem hydraulischen oder pneumatischen Antriebskolben (17) aus über ein Zahnstangenelement (l8) und mindestens

ein Zahnradelement (19) drehend auf die Vorschubspindel L

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(27) einwirkt.

k) Vorrichtung nach Anspruch 3t dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnstangenelement eine zusätzlich, beispielsweise von Hand, antreibbare Schnecke (l8) und das Zahnradelement ein mit der Schnecke kämmendes Schneckenrad (19) ist, das auf die Vorschubspindel (27) einwirkt.

5) Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb für die schrittweise Tiefenzustellung von einem hin- und hergehenden hydraulischen oder pneumatischen Kolben (36) aus über eine Einwegkupplung (4l) drehend auf die Vorschubspindel (27) einwirkt.

6) Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hub des Kolbens (17) mit einer einstellbaren Anschlagvorrichtung (31) begrenzbar ist.

7) Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß der Hub des Kolbens (36) mit einer einstellbaren Anschlagvorrichtung (37) begrenzbar ist.

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