DE2427826A1

DE2427826A1 - Numerisch gesteuerte drehmaschine

Info

Publication number: DE2427826A1
Application number: DE19742427826
Authority: DE
Inventors: Willi Ing Grad Heisig
Original assignee: Karl Schmidt GmbH
Current assignee: Kolbenschmidt AG
Priority date: 1974-06-08
Filing date: 1974-06-08
Publication date: 1976-01-02
Also published as: DE2427826B2; DE2427826C3

Description

Numerisch gesteuerte Drehmaschine Die Erfindung betrifft eine numerisch gesteuerte Drehmaschine, auf deren Bett der aus Bettschlitten, Planschlitten und Oberschlitten, die jeweils über einen eigenen als Synchronantrieb ausgebildeten Vorschubantrieb verfügen, bestehende Kreuzschlitten geführt ist.
Nachdem von Hand gesteuerte Drehmaschinen in der Groß-und Mittel serienfertigung weitgehend durch automatische Drehmaschinen abgelöst worden sind, hat sich das Interesse in der Fertigung in den letzten Jahren der automatischen Kleinserienfertigung zugewendet. Sie ist natürlich wirtschaftlich nur vertretbar, wenn die einmalige Programmierungs zeit und die Zeit des Umrichtens auf ein anderes Werkstück sehr kurz sind, wobei die Stückzeit wesentlich kürzer als auf einer von Hand gesteuerten Drehmaschine sein muß, Diese Voraussetzungen treffen in besonderem Maße für eine numerisch gesteuerte Drehmaschine mit automatischem Werkzeugvsechsel zu. In einer numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine können nicht nur Schaltinformationen, sondern auch Weginformationen über Lochstreifen, Magnetbänder oder dgl. aufgegeben werden. Allein durch das Auswechseln eines Lochstreifens kann eine numerisch gesteuerte Drehmaschine für einen neuen Arbeitsablauf umgerüstet werden. Der gesamte Zeitaufwand für das Umrüsten dieser Maschine ist in die Arbeitsvorbereitung verlegt worden.
Für die Bearbeitung von kleineren Stückzahlen sind Maschinen entwickelt worden, in denen außerdem der Werkzeugwechsel selbsttätig vorgenommen werden und somit in das Lochstreifenprogramm einbezogen werden kann (Werkstattstechnik 55, 1965, H. 9, S. 410/17).
Der Nachteil einer numerisch gesteuerten Drehmaschine besteht darin, daß es bisher nicht gelungen ist, ovale oder unrunde Konturen auf ein zu bearbeitendes Werkstück aufzubringen, wie dies z.B. bei automatisch arbeitenden Drehmaschinen möglich ist, indem der auf einem. Schwing tisch angeordnete Werkstückspindelstock während des Schleifvorgangs über einen Steuerexzenter um eine horizontale Drehachse angehoben und gesenkt wird, so daß er eine Schwingbewegung ausführt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, das von Drehmaschinen mit Kopiersteuerung bekannte Verfahrensprinzip auch bei numerisch gesteuerten Drehmaschinen zu verwirklichen, um dadurch ovale und unrunde Konturen aq an Werkstücken, insbesondere/Kolben, erzeugen zu können, Nach der Erfindung wird diese Aufgabe durch einen auf dem Planschlitten angebrachten als Stößel ausgebildeten Meißelhalter gelöst, dessen rückwärtiges Ende sich an einem mit einem eigenen Antrieb versehenen, auf dem Oberschlitten angeordneten Steuerexzenter abstützt.
Die Drehachse des Steuerexzenters ist vorzugsweise parallel zur Hauptspindel der Drehmaschine angeordnet.
Es steht jedoch nichts im Wege, den Steuerexzenter so anzubringen, daß seine Drehachse unter einem anderen Winkel zur Hauptspindel liegt.
Der in Lagerböcken gelagerte Steuerexzenter weist über seine Länge eine vom Wert O bis auf einen bestimmten Endwert linear ansteigende Exzentrizität auf, so daß bei sich drehendem Steuerexzenter der Stößel bei einer Weglänge von 0 keine und bei der Weglänge von größer als 0 eine translatorische Bewegung ausführt.
Der Stößel stützt sich an seinem rückwärtigen Ende über ein Gleitelement an dem Steuerexzenter ab und ist mit einem eine Kraft ausübenden Rückholelement verbunden.
Das Rückholelement kann aus bekannten Bauelementen wie Feder-, Druckluft-, Hydraulik- oder anderen eine elastische Wirkung ausübenden Elementen bestehen. Diese Elemente sind zweckmäßig ebenfalls auf dem Planschlitten angeordnet.
Der Steuerexzenter kann sowohl in rotatorischer wie auch in translatorischer Richtung in definierter Stellung positioniert werden, Die Antriebe von Hauptspindel, Bettschlitten, Planschlitten, Oberschlitten und Steuerexzenter sind als Synchronantriebe ausgebildet, so daß das Umdrehung verhältnis der Hauptspindel zum Steuerexzenter, durch das in Verbindung mit der Form des Steuerexzenters jede Kontur von kreisrund über oval bis vierkantig erreichbar ist, beliebig eingestellt werden kann.
Die Synchronisation kann in bekannter Weise über einen Winkelschrittgeber und Gleichstrommotor erfolgen, ebenso aber auch über formschlüssige Elemente oder andere zum Stand der Technik gehörende Antriebselemente.
Der Steuerexzenter weist eine unsymmetrische oder symmetrische Exzentrizität auf, Die Ansteuerung des Bett-, Plan- und Oberschlittens sowie des Steuerexzenters geschieht durch 3-Achsen NC-Bahnsteuerung bekannter Bauart. Es ist aber auch möglich, den Bett- und Planschlitten mit einer 2-Achsen NC-Bahnsteuerung zu versehen und den Oberschlitten streckengesteuert auszubilden.
Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielhaft dargestellt und wird im folgenden näher erläutert: Wie die schematische Draufsicht zeigt, ist auf den Führungen 1 der Drehmaschine 2 der über den Motor 3 und die Spindel 4 bewegbare Bettschlitten 5 gelagert.
Auf dem Bettschlitten 5 befindet sich der mit der Spindel 6 und dem Motor 7 verbundene Planschlitten 8, der auf den Führungen 9 verschiebbar ist. Auf den Führungen 10 des Planschlittens 8 ist der Oberschlitten 11 gelagert, der über die Spindel 12 und den Motor 13 verschiebbar ist. Auf dem Planschlitten 8 befindet sich der als Stößel 14 ausgebildete Halter für den Meißel 15, dessen rückwärtiges Ende sich über das Gleitelement 16 an dem unsymmetrischen Steuerexzenter 17 abstützt.
Der Steuerexzenter 17 ist in den Lagerböcken 18 drehbar gelagert und wird mit Hilfe des Antriebsmotors 19 in eine rotierende Bewegung versetzt. Durch den Meißel 15 wird der Mantel des Werkstücks 20, das zwischen der Hauptspindel 21 und dem Reitstock 22 eingespannt ist, spanend bearbeitet.
Die Arbeitsweise dieser Vorrichtung wird im folgenden näher anhand von Anwendungsbeispielen erläutert: Wenn sich der unsymmetrisch ausgebildete Steuerexzenter, der Oberschlitten und der Planschlitten in Ruhe befinden, während sich Hauptspindel und demzufolge auch das Werkstück drehen und gleichzeitig der Bettschlitten bewegt wird, erhält das Werkstück eine zylindrische Kontur.
Wenn sich zusätzlich der Steuerexzenter bei definierter Stellung des Ober schlittens dreht, wobei sich der Stößel im Bereich einer Exzentrizität von größer 0 abstützt, so erhält das Werkstück eine zylindrisch-ovale Kontur, deren Ovalität dem doppelten Wert der Exzentrizität des Steuerexzenters entspricht, da dieser mit der zweifachen Umdrehungszahl wie die Hauptspindel umläuft. Bei einem Steuerexzenter mit doppelter symmetrischer Exzentrizität würde der Steuerexzenter mit der gleichen Umdrehungszahl wie die Hauptspindel umlaufen.
Für den Fall, daß sich beispielsweise Hauptspindel und Steuerexzenter bewegen, der Bettschlitten 400 mm bei einem Vorschub von 1 mm pro Umdrehung verfährt und sich der Oberschlitten von der Exzentrizität 0 bei der Weglänge 0 bis zur Exzentrizität von 1 mm bei der Weglänge 400 mm mit einem Vorschub von 0,1 mm pro Umdrehung bewegt, dann ergibt sich eine zylindrisch- oval-verlaufende Kontur, Bei der Weglänge 0 hat das Werkstück einen kreisrunden Querschnitt und bei der Weglänge von 400 mm einen ovalen Querschnitt mit der Ovalität von 0,1 mm.
Der Oberschlitten hat dabei eine Wegstrecke von 40 mm und der Bettschlitten eine Weglänge von 400 mm zurückgelegt.
Verfährt gleichzeitig noch der Planschlitten mit einer konstanten Geschwindigkeit von 0,1 mm pro Umdrehung in Richtung von der Hauptspindel weg, wird das Werkstück mit einer konisch- oval-verlaufenden Kontur versehen.
In axialer Richtung beträgt die Durchmesserdifferenz 80 mm, bezogen auf die Enden des Werkstücks. Radial gesehen, hat das Werkstück bei der Weglänge 0 einen kreisrunden Querschnitt, während bei der Weglänge 400 mm ein ovaler Querschnitt mit der Ovalität von 0,1 mm besteht.
Die Ovalität steigt in beiden beschriebenen Fällen von 0 bis 0,1 mm linear an.
Wenn hierzu Bett~ und Planschlitten nicht mit konstanter Geschwindigkeit verfahren, sondern entsprechend einer Kreisfunktion gesteuert werden oder Bett- und Planschlitten den Ansteuerdaten für eine ballige Kontur unterliegen, wird das Werkstück in axialer Richtung ballig und in radialer Richtung oval gestaltet, so daß eine ballig ovale Kontur entsteht; dabei befindet sich der Oberschlitten#in definierter Stellung. Die Kontur des Werkstücks ist ballig-oval-verlaufend, wenn sich gleichzeitig auch der Oberschlitten bewegt. Unter verlaufender Ovalität ist eine Ovalität zu verstehen, deren Werte von einem Ende des Werkstücks zum anderen hin ansteigen oder abfallen.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß zylindrische, ovale, kegelige, ballige, zylindrisch-ovale, zylindrisch-oval-verlaufende, kegelig-oval-verlaufende, ballig-ovale, ballig-ovalverlaufende Konturen sowie Konturen mit überlagerter oder austretender Ovalität sowie austretende, überlagerte und zusammengesetzte Konturen mit vergleichsweise einfachen Mitteln auf numerisch gesteuerten Drehmaschinen hergestellt werden können. Eine Kontur mit doppelter Ovalität ist mit einem Steuerexzenter herstellbar, wenn dessen Exzentrizität korrigiert ist.
Patentansprüche

Claims

PATENTANSPRÜCHE #Numerisch gesteuerte Drehmaschine, auf deren Bett der aus Bettschlitten, Planschlitten und Oberschlitten, die jeweils über einen eigenen als Synchronantrieb ausgebildeten Vorschubantrieb verfügen, bestehende Kreuzschlitten geführt ist, gekennzeichnet durch einen auf dem Planschlitten (8) angeordneten als Stößel (14) ausgebildeten Meißelhalter, dessen rückwärtiges Ende sich an einem mit einem eigenen Antrieb (19) versehenen auf dem Oberschlitten (11) angebrachten Steuerexzenter (17) abstützt.
2) Drehmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse des Steuerexzenters (17) parallel zur Achse der Hauptspindel (21) der Drehmaschine (2) angeordnet ist.
3) Drehmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse des Steuerexzenters (17) unter einem Winkel von größer 0 bis 900 zur Achse der Hauptspindel (21) der Drehmaschine (2) angeordnet ist.
4) Drehmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (14) in der Weise gelagert ist, daß er eine translatorische Bewegung ausführt.
5) Drehmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Stößel (14) über ein Gleitelement am Steuerexzenter (17) abstützt.
6) Drehmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (14) mit einem vorzugsweise elastisch wirkenden Rückholelement verbunden ist.
73 Drehmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerexzenter (17) in rotatorischer wie auch in translatorischer Richtung in definierter Stellung positionierbar ist.
8) Drehmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Exzentrizität des Steuerexzenters (17) von einem Wert 0 bis zu einem bestimmten Endwert linear ansteigt.
9) Drehmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerexzenter (17) eine symmetrische oder unsymmetrische Exzentrizität aufweist.