DE2725747A1 - Parting off machine for bar and tube - has rotating cutting head with rotating drive and infeed bevel gears - Google Patents

Abstract

The parting off machine tool is used for bar or tube material. The cutting head on a hollow shaft which rotates concentrically around the workpiece. The cutting head has several radially moving cutters and the radial feed drive acts on a cutter holder by a differential drive. Two drive motors are controlled for speed and direction. One motor drives the parting off head through a gear train composed of bevel gears. The radially adjusted tool carrier has infeed spindles whose outside ends are connected to the bevel gear by further pinions.

Description

Abstechmaschine Parting machine

Die Erfindung betrifft eine Abstecbmaschine für ctangen- oder rohrförmige Werkstücke mit einem an einer llolllwelle angeordneten, zentrisch um das Werkstück umlaufend angetriebenen Abstechkopf, an dessen Innenumfang mehrere Abstechmesser radial zustellbar angeordnet sind, wobei der radiale Zustellantrieb über ein flifferentialgetriebe auf die Werkzeugträger wirkt.The invention relates to a cutting machine for rods or tubes Workpieces with a centered around the workpiece arranged on a roller shaft circumferentially driven cutting head with several cutting knives on its inner circumference are arranged radially infeed, the radial infeed drive via a differential gear acts on the tool carrier.

Solche Abstechmaschinen sind bekannt. (DT-AS 1 602 959, DT-PS 957 7081.Such cutting machines are known. (DT-AS 1 602 959, DT-PS 957 7081.

Diese bekannten Maschinen weisen in der Regel einen Hauptantriebsmotor auf, der die volle Zerspannungsleistung aufbringt, sowie einen zusätzlichen Verstellantrieb, der über aufwendige Differentialgetriebe-Mechanismen die Radialbewegung der Werkzeuge bewirkt. tlierbei sind auf dem Abstechkopf zwei Zahnringe drehbar, von denen der eine den Drehantrieb für den Werkzeugkopf bildet, während der zweite vom Verstellantrieb her mit gleicher, höherer oder niedrigerer Drehzahl angetrieben wird, wodurch die Werkzeuge entweder stillstehen oder radial nach innen oder radial nach außen bewegt werden.These known machines usually have a main drive motor which applies the full cutting power, as well as an additional adjustment drive, the radial movement of the tools via complex differential gear mechanisms causes. tlierbei two toothed rings are rotatable on the parting head, of which the one forms the rotary drive for the tool head, while the second forms the adjustment drive is driven at the same, higher or lower speed, whereby the Tools either stand still or move radially inwards or radially outwards will.

Von daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, mit weniger aufwendigen Mitteln eine Abstechmaschine auszubilden, die Iiinsichtlich Schnittgeschwindigkeit, Zustellgeschwindigkeit und -richtung der rkzeu sowie der Umsteuerzeitpunkte für den Dedienenden möglichst einfach steuerbar ist.Therefore, the invention is based on the object with less expensive Means to develop a parting machine which, in terms of cutting speed, Delivery speed and direction of the tool as well as the changeover times for can be controlled as easily as possible by the servants.

Die Lösung ist im kEnnzeichnenden Teil des F1auptanspruches genannt.The solution is mentioned in the characterizing part of the main claim.

Wenn es auch zunochst nicht wesentlich ist, in w#l'hcr Weise die beiden Antriebsmotoren gesteuert werden, ist es ein haupterfindungsgedanke, für die Steuerung einen Prozessrechner, insbesondere einen Mikroprozessor zu verwenden. Ein solcher hat den großen Vorteil, daß in seine-- Eingabetastatur lediglich Außen- und Innendurchmesser des Werkstückes eingegeben zu werden brauchen. Alles andere besorgt der Rechner unter selbsttätiger Beachtung der zulässigen und konstant gehaltenen Schnitt geschwindigkeit. Ein solcher Prozeßrechner ist preiswert und zuverlässig.Even if it is not essential at first, either way Drive motors are controlled, it is a main inventive idea for the control to use a process computer, in particular a microprocessor. Such a has the great advantage that only the outer and inner diameter in its input keyboard of the workpiece need to be entered. The computer takes care of everything else while automatically observing the permissible and constant cutting speed. Such a process computer is inexpensive and reliable.

Ein besonderes Merkmal der erfindungsgem##ßen Maschine besteht darin, daß das den Abstechkopf tragende Gehäuse um die gemeinsame Achse der beiden Antriebsmotoren, ebenfalls durch den Rechner gesteuert, schwenkbar ist, wodurch die Achse des Messerkopfes gegenüber der Werkstückachse exzentrischverlagerbar ist.A special feature of the machine according to the invention is that that the housing carrying the parting head about the common axis of the two drive motors, also controlled by the computer, is pivotable, whereby the axis of the cutter head is eccentrically displaceable with respect to the workpiece axis.

Dadurch wird erreicht, daß sich das Werkstück butzenlos absteche läßt, indem, wenn die Werkzeuge bis zu einem bestimmten, nur noch kleinen Durchmesser eingestochen haben und das vordere Werkstückteil abzubrechen droht, dann der Messerkopf sich in die exzentrische Lage bewegt und das Werkstück mit konstanter und optimaler Schnittgeschwindigkeit abtrennt. Das vorgenannte Arbeitsprinzip des butzenlosen Abstechens mittels eines Abstechkopfes ist Gegenstand eines älteren Vorschlages und demnach hier nicht Gegenstand des Schutzbegehrens.This ensures that the workpiece can be cut off without a bump, by, when the tools down to a certain, only small diameter have pierced and the front part of the workpiece threatens to break off, then the cutter head moves into the eccentric position and the workpiece with constant and optimal Cutting speed. The aforementioned working principle of the bumpless Parting off by means of a parting head is the subject of an older proposal and therefore not the subject of the protection request here.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert.In the following an embodiment of the invention is based on the Drawing explained.

Im Gehäuse 1 ist eine Hohlachse 2 mit dem auf ihr befestigten Abstechkopf 3 drehbar gelagert. Im Abstechkopf sind mehrere, vorzugsweise vier Werkzeugträger 4 mit den Abstechst.ihlen rj radial verschiebbar angeordnet. Mit Gewinde versehene Verstellspindeln 6 greifen radial in die Werkzeugtrager 4 ein. Die Verstellspindeln tragen an ihrem Außenende Kegel-Zahnritzel 7, die mit zwei auf dem Außenumfang des Abstechkopfes wälzgelagerten Kegelzahnringen B und 8' kammern, die auch am Außenumfang verzahnt sind und mittels Zahnriemen 9 bzw. 9' oder Kette mit zwei im Gehäuse auf den Abtriebswellen 10 bzw. 10' zweier Antriebsmotoren 11 bzw. 11', angeordneten Zahnrädern 12 bzw. 12' in formschlüssig r Getriebeverbindung stehen. Beide Antriebsmotoren 11 und 11' sind mit bekannten Mitteln stufenlos,-zum Beispiel als thyristorgesteuerte Gleichstrommotore, absolut exakt elektronisch drehzahlsteuerbar. Das Gehäuse 1 ist - in der Zeichnung nicht dargestellt - um die Drehachse der beiden Antriebsmotoren 11 und 11' verschwenkbar und dadurch der Abstechkopf zum Werkstück W exzentrisch verlagerbar.In the housing 1 is a hollow shaft 2 with the parting head attached to it 3 rotatably mounted. There are several, preferably four, tool carriers in the parting head 4 with the parting picks rj arranged to be radially displaceable. With Adjusting spindles 6 provided with threads engage radially in the tool carriers 4. The adjusting spindles carry at their outer end bevel pinions 7, which with two bevel gear rings B and 8 'chambers on the outer circumference of the parting head, which are also toothed on the outer circumference and by means of toothed belts 9 or 9 'or a chain with two drive motors 11 in the housing on the output shafts 10 or 10 ' or 11 ', arranged gears 12 and 12' in a form-fitting r gear connection stand. Both drive motors 11 and 11 'are stepless with known means, -zum Example as thyristor-controlled direct current motors, with absolutely precise electronic speed control. The housing 1 is - not shown in the drawing - about the axis of rotation of the two Drive motors 11 and 11 'can be pivoted and thereby the parting head to the workpiece W eccentrically displaceable.

Die Wirkungsweise der vorstehend beschriebenen Einrichtung wird im folgenden erläutert.The operation of the device described above is in explained below.

Die beiden Motoren 11 und 11' dienen sowohl dem Hauptdrehantrieb des Abstechkopfes 3 als auch dem Verstellantrieb für die Abstechstähle 5. Laufen die beiden Motoren 11 und 11' synchron mit gleicher Drehzahl, dann drehen auch die beiden Zahnringe 8 und 8' mit gleicher Drehzahl, das Kegelzahnritzel 7 erhält keinen Drehantrieb und die Werkzeugträger 4 mit den Abstechstählen 5 bleiben in Ruhe. Läuft dagegen einer der beiden Motoren 11 bzw.The two motors 11 and 11 'both serve as the main rotary drive of the Parting head 3 and the adjusting drive for the parting tools 5. Run the both motors 11 and 11 'synchronously at the same speed, then the two also rotate Toothed rings 8 and 8 'with the same speed, the bevel pinion 7 does not receive a rotary drive and the tool carriers 4 with the parting tools 5 remain at rest. Runs against it one of the two motors 11 resp.

11' schneller oder langsamer als der andere, dann besteht auch eine Drehzahldifferenz zwischen den Zahnringen 6 und 8', was dazu führt, daß die Kegeltahnritzef 7 in der einen oder anderen Richtung umlaufen und die Werkzeugträger 4 radial entweder nach innen oder nach außen verschoben werden, je nach dem, welcher der beiden Motoren 11 oder 11' die höhere Drehzahl hat. Wie schon gesagt, ist die Drehzahl der beiden Antriebsmotoren mit elektronischen Mitteln exakt einstellbar. Die elektronische Steuerung kann zum Beispiel einen Mikroprozessor enthalten, in dessen Speicher die Konstanten und die konstant zu haltenden Werte eingegeben sind, wie zum Beispiel die Übersetzungsverllaltnisse in den Zahntrieben 12, Q, 7, die Gewindesteigung der Verstellspindeln 6, sowie die gewünschte optimale Schnittgeschwindigkeit und die gewünschte optimale Spantiefe/drndrehung. Zur Bedienung der Maschine wird in die dem Prozeßrechner zugeordnete Fingabetastatur lcdiglich der Innen- und der Außendurchmesser des Werkstückes eingegeben. Solche Prozeßrechner sind bekannt und selbst nicht Gegenstand der Erfindung.11 'faster or slower than the other, then there is also one Speed difference between the toothed rings 6 and 8 ', which leads to the fact that the Kegeltahnritzef 7 rotate in one direction or the other and the tool carrier 4 either radially be moved in or out, depending on which of the two motors 11 or 11 'has the higher speed. As I said, the speed of the two is Drive motors precisely adjustable by electronic means. The electronic steering may for example contain a microprocessor in which Store the constants and the values to be kept constant are entered, such as for example the gear ratios in the gear drives 12, Q, 7, the thread pitch the adjusting spindles 6, as well as the desired optimal cutting speed and the desired optimal depth of cut / turning. To operate the machine, in the input keyboard assigned to the process computer lcd only the inside and outside diameter of the workpiece. Such process computers are known and are not themselves an object the invention.

Es soll im folgenden noch ein konkretes Arbeitsbeispiel erläutert werden.A concrete working example is to be explained below will.

Drehen die Motoren mit gleicher Drehzahl aber mit entgegengesetztem Drehsinn, so dreht der Abstechkopf gar nicht, wohl aber die Verstellspindeln mit großer Drehzahl. Drehen die Kegelzahnringe 8 und 8' zum Beispiel entgegengesetzt mit 1500 /Min., so drehen die Verstellspindeln 6 mit 6000 U/Min., wenn, wie hier als Beispiel angenommen, das Übersetzungsverhältnis 1 : 4 ist.The motors rotate at the same speed but at the opposite speed Direction of rotation, the parting head does not turn at all, but the adjusting spindles do high speed. For example, rotate the bevel gear rings 8 and 8 'in opposite directions at 1500 / min., the adjusting spindles 6 turn at 6000 rev / min., if like here as an example, assume the gear ratio is 1: 4.

Drehen die Motoren jedoch in gleicher Drehrichtung mit der gleich n Drehzahl, dann dreht bei einer Drehzahl der Kegelzahnringe 8 und B' von 1500 U/Min., der Abstechkopf ebenfalls mit 1500 U/Min., während sich die Verstellspindeln 6 nicht drehen.However, the motors rotate in the same direction of rotation as the same n speed, then rotates at a speed of the bevel toothed rings 8 and B 'of 1500 rpm., the parting head also with 1500 rpm, while the adjusting spindles 6 are not turn.

Wenn die Drehzahl des Kegelzahnringes 8 1537,5 U/Min., die des Kegelzahnringes 8' 1500 U/Min. beträgt, läuft die Hohlwelle mit 1518,75 U/Min. um, die Verstellspindeln 6 drehen sich mit 150 U/ Min. Bei einer Steigung der Verstellspindeln 6 in den Werkzeugträgern 4 von 4 mm/U ergibt sich ungefähr eine radiale Verstellun der Abstechstahle 6 von 0,4 mm pro U des Abstechkopfes.If the speed of the conical toothed ring is 8 1537.5 rpm, that of the conical toothed ring 8 '1500 rpm. the hollow shaft runs at 1518.75 rpm. um, the adjusting spindles 6 rotate at 150 rpm. If the adjustment spindles 6 in the tool carriers are inclined 4 of 4 mm / rev approximately results in a radial adjustment of the parting tools 6 from 0.4 mm per U of the parting head.

Dies ist genau der Wert der beim Ein- bzw. Abstechen angestrebt wird, bei vier Abstechstählen nämlich ein Abstechvorschub von 0,1 mm pro Abstechstahl. Dieses Derechnungsbeispiel entspricht den Verhältnissen für eine Hartmetallabstechmaschine für Rohre von 20 mm äußerem und 11 mm innerem Durchmesser. Die Abstechzeit beträgt ca.0,5 sec. bei einer mittleren Schnittgeschwindigkeit von 75 m/Min.This is exactly the value that is sought for grooving or parting off, with four parting tools, a cut-off feed of 0.1 mm per parting tool. This calculation example corresponds to the circumstances for a Carbide parting machine for pipes with an outer diameter of 20 mm and an inner diameter of 11 mm. The parting time is about 0.5 seconds at an average cutting speed of 75 m / min.

Zum Zurückziehen der Abstechstähle wird eine noch kürzere Zeit angestrebt, da diese Totzeit so klein wie möglich gehalten werden soll. Daher wird jetzt der Kegelzahnring 8 mit nur 1375 U/Min. angetrieben, während der Kegelzahnring 8' mit 1500 U/Min. weiterläuft. Die Verstellspindeln drehen sich infolgedessen im umgekehrten Drehsinn mehr als dreimal so schnell wie vorwärts. Daher sind die Abstechmesser in ungefähr 0,15 sec. in ihrer Ausgangsstellung.An even shorter time is sought for withdrawing the parting tools, since this dead time should be kept as small as possible. Hence now the Conical tooth ring 8 with only 1375 rpm. driven, while the bevel gear ring 8 'with 1500 rpm. continues. As a result, the adjusting spindles rotate in reverse Direction of rotation more than three times as fast as forward. Hence the parting knives in about 0.15 sec. in their starting position.

Stellt das Rechenwerk des Mikroprozessors durch Vergleich mit den im Speicher abgelegten Vorgabedaten fest, daß während des Abstechens nicht mehr wie im durchgerechneten Fallbeispiel (20 mm Rohr) mit konstanter Drehzahl des Abstechkopfes gefahren werden kann, erhöht er von sich aus das Niveau der beiden Motorendrehzahlen, rechnet sich jedoch zugleich die neue Differenzdrehzahl aus, die sich dann wieder am angestrebten Abstechvorschub von 0,1 mm/U orientiert.Provides the arithmetic unit of the microprocessor by comparing it with the default data stored in the memory that no more during parting as in the calculated case study (20 mm pipe) with constant speed of the parting head can be driven, it increases the level of the two engine speeds by itself, However, the new differential speed is calculated at the same time, which is then again based on the target cut-off feed rate of 0.1 mm / rev.

Ist der innere Durchmesser sehr klein bzw. insbesondere null, so setzt der Prozeßrechner nach einer vorgegebenen Abstechtiefe einen Motor in Gang, der den Abstechkopf zum Beispiel durch Wegschwenken exzentrisch verlagert und damit ein butzenfreies Abstechen, insbesondere von vollen Stangen ermöglicht.If the inner diameter is very small or, in particular, zero, then sets the process computer starts a motor after a predetermined digging depth, the eccentrically displaced the parting head, for example by swiveling it away, and thus a slug-free parting, especially of full bars.

LeerseiteBlank page

Claims (3)

A N 5 P R ü E Fl E 1. Abstechmaschine für stangen- oder rohrf6rnlige L'crkstücke mit einem an einer #lohlwelle angeordneten, zentrisch um das Werkstück umlaufend angetriebenen Abstechkopf, an dessen Innenumfang mehrere Abstechmesser radial zustellbar angeordnet sind, wobei der radiale Zustellantrieb über ein Differentialgetriebe auf die Werkzeugträger wirkt, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zwei drehzahl- und drehrichtungsteuerbare Antriebsmotoren (11 bzw. 11') über je ein formschlüssiges Getriebe (12, 9 bzw. 12', 9') mit zwei auf dem Abstechkopf (3) konzentrisch drehbar gelagerten kegelzahnringen (8 bzw. 8') in Antriebsverbindung stehen, daß die radial zustellbaren, undrehbaren Werkzeugträger (4) je mit einer radial gerichteten axial nicht verschieblichen Zustellspindel (6) in Gewindeeingriff stehen, die an ihrem Außenende mit einem zwischen den beiden Kegelzahnringen (8 bzw. 8') befindlichen und mit diesen beiden in Eingriff stehenden Kegelritzel (7) versehen ist. A N 5 P R ü E Fl E 1. Parting-off machine for rod or tube-shaped shapes L'crkstücks with one arranged on a hollow shaft, centered around the workpiece circumferentially driven cutting head with several cutting knives on its inner circumference are arranged radially infeed, the radial infeed drive via a differential gear acts on the tool carrier, that is, that two Speed and direction of rotation controllable drive motors (11 or 11 ') each via a form-fitting Gear (12, 9 or 12 ', 9') with two rotatable concentrically on the parting head (3) mounted bevel toothed rings (8 or 8 ') are in drive connection that the radial deliverable, non-rotatable tool carrier (4) each with a radially directed axially non-displaceable feed spindle (6) are in thread engagement, which on their Outer end with one located between the two bevel toothed rings (8 or 8 ') and is provided with these two meshing bevel pinions (7). oder: ... dadurch gekennzeichnet, daß die Abstechmesser (5) an radial verschieblichen, aber nicht drehbaren Werkzeugträgern (4) angeordnet sind, die mit radial gerichteten, nicht verschieblichen Zustellspindeln (6) im Gewindeeingriff stehen, die an ihrem Außenende Kegelritzes (7) aufweisen, die jedes mit zwei zu ihren beiden Seiten auf dem Abstechkopf (3) konzentrisch drehbar gelagerten Kegelzahnringen (8 bzw. 8') kämmen, die wiederum über je ein formschlüssiges Getriebe (9 bzw. 9') mit auf den Abtriebswellen (10, 10') zweier drehzahl- und drehrichtungssteuerbarer Antriebsmotoren (11 bzw. 11') festen Ritzeln kämmen.or: ... characterized in that the parting knives (5) radially displaceable, but not rotatable tool carriers (4) are arranged with radially directed, non-displaceable feed spindles (6) in thread engagement stand, which have at their outer end conical scratches (7), each with two to on both sides of the cutting head (3) concentrically rotatably mounted conical tooth rings (8 or 8 '), which in turn each have a form-fitting gear (9 or 9') with two speed and direction of rotation controllable on the output shafts (10, 10 ') Comb drive motors (11 or 11 ') fixed pinions. 2. Abstechmaschine nach Anspruch 1, d a d u r c h k e n n z e i c h n e t , daß die beiden Motoren bezüg 1 ich Drehzahl und Drehrichtung von Ein in Prozeßrechner, insbesondere einem : Mikroprozessor steuerbar~ sind.2. Parting machine according to claim 1, d a d u r c h k e n n z e i c N e t that the two motors relate to speed and direction of rotation from one to one Process computer, in particular a: microprocessor controllable ~ are. 3. Abstechmaschine nach Anspruch 2, d a d u r c h g c -k e n n z e i c h n e t , daß das den Abstechkopf lagernde Gehäuse (1) um die gemeinsame Achse der beiden Antriebsmotoren durch den Prozeßrechner gesteuert schwenk bar ist.3. Parting machine according to claim 2, d a d u r c h g c -k e n n z e i c h n e t that the housing (1) supporting the parting head about the common axis the two drive motors controlled by the process computer is pivotable bar.