DE3245195A1 - Method and device for the automatic adjustment of a turning tool with cutting-edge holder at the work spindle of a cutting machine - Google Patents
Method and device for the automatic adjustment of a turning tool with cutting-edge holder at the work spindle of a cutting machineInfo
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Abstract
Description
Beschreibung: Description:
Verfahren unci Vorrlcntung zum automatischen vertellen eines Drehwerkzeuges mit Schneiden tiäje# an der Arbeitsspindel einer Bearbei-@@ngsmaschine @@@ i&Erfindung betrifft in erster Linie ein Verfahren urn automatischen Verstellen eines Drehwerkzeuges Schneidenträger an der Arbeitsspindel einer Bearbeiungsmaschine, bei welcher die Arbeitsspindel in Richtung ihrer Drehachse relativ zu einem Werkstück tranlato@@sch verstellDar und in einem numerisch gesteuerten Freiheitsgrad um ihre Drehachse rotatorisch orientierbar ist, und bei welcher ein Werkzeugwechselapparat zum automatischen Auswechseln des Drehwerzeuges an der Arbeitsspindel vorgesehen ist. ihrer be@@@ff@ die Erfindung eine vorrichtung zur D@@chf@nrung eines solchen Verfahrens, welche vorzgswe1se mit einer dem Werk-@@@gwechsel dienenden, an einer Ringnut des Drehwerkzeuges angreifenden Greiferzange ausgerüstet Es sind Drehwerkzeuge bekannt, die an der Arbeitsspindel einer Bearbeitungsmaschine befestigt werden und einen Schneidenträger enthalten, an dem seinerseits eine an dem zu bearbeitenden Werkstück angreifende Schneide, beispielsweise beim Ausdrehen einer Bohrung, angeordnet ist. Da sich die Schneide im Verlauf der Bearbeitung abnutzt, kann ein vorgegebener Durchmesser einer herzustellenden Bohrung nicht gleichmäßig eingehalten werden. Es ist daher im Verlauf der Zeit eine Verstellung des Schneidenträgers im Drehwerkzeug erforderlich, um dem Verschleiß der Schneiden Rechnung zu tragen und um ein Werkstück innerhalb enger Toleranzen bearbeiten zu können. Method and device for the automatic adjustment of a turning tool with cutting tiäje # on the work spindle of a machining machine @@@ i & invention primarily relates to a method for the automatic adjustment of a turning tool Cutter carrier on the work spindle of a processing machine, in which the Work spindle in the direction of its axis of rotation relative to a workpiece tranlato @@ sch verstellDar and in a numerically controlled degree of freedom around its axis of rotation is orientable, and in which a tool changing device for automatic exchange of the turning tool is provided on the work spindle. your be @@@ ff @ the invention a device for D @@ chf @ nrn such a process, which preferably with one serving the work - @@@ g change, engaging an annular groove of the turning tool Gripper equipped There are turning tools known to the Work spindle of a processing machine are attached and a cutter carrier included, which in turn acts on the workpiece to be machined Cutting edge, for example when turning out a hole, is arranged. Since the If the cutting edge wears out in the course of machining, a given diameter can be a hole to be made are not evenly adhered to. It is therefore in the course the time an adjustment of the cutter carrier in the turning tool is required to take into account the wear of the cutting edges and to close a workpiece within To be able to edit tolerances.
Darüber hinaus ist es häufig erforderlich, beispielsweise bei der Herstellung von Stufensohrungen, nacheinander den Schneidenträger in verschiedenen Positionen einzustellen.In addition, it is often necessary, for example with the Production of stepped bores, one after the other the cutter carrier in different Positions.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und Vorrichtungen anzugeben, mit deren Hilfe eine solche Verstellung des Schneidenträgers im Werkzeugkörper desDrehwerkzeugs.automatisch und präzise ausgeführt werden kann.It is the object of the invention to specify a method and devices, with the help of which such an adjustment of the cutter carrier in the tool body of the turning tool and can be carried out precisely.
Die Aufgabe wird bei dem gattungsgemäßen Verfahren dadurch gelöst, daß man die Bewegung des Werkzeugwechselapparates relativ zur Arbeitsspindel zum Lösen und Klemmen des Schneidenträgers am Werkzeugkörper des Drehwerkzeuges und die numerisch gesteuerte Orientierungs-Drehbewegung der Arbeitsspindel zum Verstellen des Schneidenträgers relativ zum Werkzeugkörper benützt.The object is achieved in the generic method in that that the movement of the tool changing apparatus relative to the work spindle to Loosening and clamping of the cutter carrier on the tool body of the turning tool and the numerically Controlled orientation rotary movement of the work spindle used to adjust the cutter carrier relative to the tool body.
Erfindungsgemäße Merkmale einer zur Durchführung dieses Verfahrens geeigneten Vorrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Features according to the invention of one for carrying out this method suitable device emerge from the subclaims.
Die nachstehende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dient im Zusammenhang mit beiliegender Zeichnung der weiteren Erläuterung. Es zeigen: Fig. 1 eine Axialschnittansicht eines an einer Arbeitsspindel befestigten Drehwerkzeuges mit radial verschieblichem Schneidenträger und Betätigungsstange zur Verstellung des Schneidenträgers, wobei Schneidenträger und Betätigungsstange jeweils in zwei verschiedenen Stellungen dargestellt sind; Fig. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie 2-2 in Fig. 1; Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Linie 3-3 in Fig. 2 und Fig. 4 eine Schnittansicht entlang der Linie 4-4 in Fig. 3.The following description of a preferred embodiment of the The invention is used in conjunction with the accompanying drawing for further explanation. The figures show: FIG. 1 an axial sectional view of a mounted on a work spindle Turning tool with radially movable cutter carrier and operating rod for adjusting the cutter carrier, whereby cutter carrier and actuating rod are each shown in two different positions; Fig. 2 is a sectional view along line 2-2 in Figure 1; Figure 3 is a sectional view taken along line 3-3 in Fig. 2 and 4 is a sectional view taken along line 4-4 in FIG Fig. 3.
In einer drehend angetriebenen Arbeitsspindel 1 ist in herkömmlicher Weise ein Drehwerkzeug 2, nämlich ein Ausbohrwerkzeug, drehfest eingespanut. Das Drehwerkzeug 2 trägt in der Nähe seines der Arbeitsspindel 1 abgekehrten Endes einen radial verstellbaren Schneidenträger 3, an dessen freiem Ende eine am (nicht dargestellten) Werkstück angreifende Schneide 4 befestigt ist. Das Werkstück ist in bekannter Weise z. B. auf einem (ebenfalls nicht dargestellten) Maschinentisch festgespannt. Arbeitsspindel 1 und Werkstück sind in Richtung der Drehachse 5 der Arbeitsspindel relativ zueinander translatorisch verstellbar, was dadurch erfolgen kann, daß entweder das Werkstück zur Arbeitsspindel oder die Arbeitsspindel zum Werkstück hin bewegt wird. Auf diese Weise lassen sich mit der um die Achse 5 der Arbeitsspindel und des Drehwerkzeuges 2 rotierenden Schneide 4 Bohrungen am Werkstück ausdrehen.In a rotatingly driven work spindle 1 is conventional Way, a turning tool 2, namely a boring tool, rotatably einpanut. That The turning tool 2 has a near its end facing away from the work spindle 1 radially adjustable cutter carrier 3, at the free end of which a (not shown) Workpiece attacking cutting edge 4 is attached. The workpiece is in a known manner z. B. clamped on a (also not shown) machine table. Work spindle 1 and the workpiece are relative to one another in the direction of the axis of rotation 5 of the work spindle translationally adjustable, which can be done in that either the workpiece to the work spindle or the work spindle is moved towards the workpiece. To this Way can be done with the axis 5 of the work spindle and the turning tool Turn 2 rotating cutting edge 4 holes on the workpiece.
Der Werkzeugkörper 6 des Drehwerkzeuges 2 weist eine Ringnut 7 auf, an welcher zum Zwecke eines Auswechselns des Drehwerkzeuges 2 in herkömmlicher Weise ein automatisch bewegter Werkzeugwechselapparat angreifen kann. Bei der dargestellten Ausführungsform ist der Werkzeugwechselapparat als Greiferzange 8 ausgebildet, deren äußere Gestalt schematisch aus Fig. 2 ersichtlich ist. Auf der rechten Hälfte von Fig. 2 befindet sich die eine Backe der Greiferzange in Eingriff mit einer am Drehwerkzeug 2 vorgesehenen Nut, während auf der linken Hälfte von Fig. 2 die Greiferbacke von dieser Nut abgelöst ist.The tool body 6 of the turning tool 2 has an annular groove 7, on which for the purpose of replacing the turning tool 2 in a conventional manner an automatically moving tool changing device can attack. In the illustrated Embodiment, the tool changing device is designed as a gripper 8, whose outer shape can be seen schematically in FIG. On the right half of Fig. 2 is the one jaw of the gripper in engagement with one on the turning tool 2 provided groove, while on the left half of Fig. 2, the gripper jaw of this groove is detached.
Wie aus Fig. 1 hervorgeht, ist auf dem Werkzeugkörper 6 eine diesen Körper drehbar umschließende, mit Innengewinde versehene, äußere Hülse 9 drehbar gelagert.As can be seen from Fig. 1, this is on the tool body 6 The body rotatably enclosing, provided with internal thread, outer sleeve 9 rotatable stored.
Die Hülse 9 weist ebenfalls eine Ringnut 10 für den Eingriff der Greiferzange 8 auf und ist weiterhin mit einer von der in diese Nut 10 eingreifenden Greiferzange betätigten Verriegelungseinrichtung versehen, mit deren Hilfe die äußere Hülse 9 am Werkzeugkörper 6 festgestellt werden kann. Die Fig. 3 zeigt die Greiferzange 8 im Eingriff mit der Ringnut 10.The sleeve 9 also has an annular groove 10 for the engagement of the gripper tongs 8 and is still with one of the gripper tongs engaging in this groove 10 operated locking device provided, with the help of which the outer sleeve 9 can be determined on the tool body 6. Fig. 3 shows the gripper tongs 8 in engagement with the annular groove 10.
Die Hülse 9 enthält zu ihrer Verriegelung am Werkzeugkörper 6 eine in einer Aussparung der Hülse 9 axial bewegliche Klinke Ilr welche in eine von zahlreichen, nebeneinander liegenden Kerben 12 des Werkzeugkörpers 6 einrastbar ist. Die Kerben 12 sind, wie Fig. 4 zeigt, kreisbogenförmig auf einem Absatz des Werkzeugkörpers 6 angeordnet. Die Klinke 11 ist starr mit einem Stift 13 verbunden, der nach unten durch eine Bohrung in einem vorspringenden Bereich der Hülse 9 in die Ringnut 10 vorsteht und an seinem freien Ende eine Schrägfläche aufweist.The sleeve 9 contains a for its locking on the tool body 6 in a recess of the sleeve 9 axially movable pawl Ilr which in one of numerous, adjacent notches 12 of the tool body 6 can be locked. The notches 12 are, as FIG. 4 shows, in the shape of a circular arc on a shoulder of the tool body 6 arranged. The latch 11 is rigidly connected to a pin 13, down through a hole in a protruding area of the sleeve 9 in the annular groove 10 protrudes and has an inclined surface at its free end.
Eine Feder 14 drückt von oben auf die Klinke 11 und hält sie in Eingriff mit einer der Kerben 12. Hierdurch ist die Hülse 9 am Körper 6 des Drehwerkzeuges 2 verriegelt.A spring 14 presses on the pawl 11 from above and holds it in engagement with one of the notches 12. As a result, the sleeve 9 is on the body 6 of the turning tool 2 locked.
Zur Aufhebung der Verriegelung wird die Greiferzange, vgl. insbesondere Fig. 3, von der Seite her in Eingriff mit der Ringnut 10 gebracht. Die eine Backe der Greiferzange 8 weist, wie aus Fig. 3 hervorgeht, eine Schrägfläche 15 auf, die an der gegenüberliegenden Schrägfläche am freien Ende des Stiftes 13 angreift und diesen nach oben drückt. Hierdurch wird die starr mit dem Stift 13 verbundene Klinke 11 aus der Kerbe 12 herausgeführt, so daß sich nunmehr der Werkzeugkörper 6 frei in der vom Greifer 8 stationär gehaltenen Hülse 9 verdrehen kann.To cancel the lock, the gripper, see in particular 3, brought into engagement with the annular groove 10 from the side. One cheek the gripper 8 has, as can be seen from Fig. 3, an inclined surface 15, which engages on the opposite inclined surface at the free end of the pin 13 and pushes this up. As a result, the pawl rigidly connected to the pin 13 becomes 11 guided out of the notch 12 so that the tool body 6 is now free can rotate in the sleeve 9 held stationary by the gripper 8.
In einer Axialbohrung 16 des Werkzeugkörpers 6 ist ein Betätigungsstab 17 axial verschieblich gehalten.An actuating rod is located in an axial bore 16 of the tool body 6 17 held axially displaceable.
Der Betätigungsstab 17 ist in Fig. 1 jeweils zur Hälfte in zwei möglichen Stellungen gezeichnet. An einem oberen Bund 18 des Stabes 17 greift eine Schraubenfeder 19 an, die den Stab 17 nach oben hin vorspannt. In der Nähe seines unteren Endes weist der an sich kreiszylindrisch ausgebildete Stab eine plane Fläche auf, an welcher eine an sich bekannte (in Fig. 1 gestrichelt gezeichnete) Schrägverzahnung angeordnet ist. Diese Schrägverzahnung am Betätigungsstab 17 steht mit einer korrespondierenden Schrägverzahnung 21 am Schneidenträger 3 in Eingriff, so daß bei einer Axialverschiebung des Betätigungsstabes 17 der Schneidenträger 3 eine entsprechende Radialverstellung erfährt.The actuating rod 17 is in Fig. 1 half in two possible Positions drawn. A helical spring engages an upper collar 18 of the rod 17 19, which biases the rod 17 upwards. Near its lower end if the rod, which is designed as a circular cylinder, has a flat surface on which a known one Helical teeth (shown in dashed lines in FIG. 1) is arranged. This helical toothing on the actuating rod 17 has a corresponding one Helical toothing 21 on the cutter carrier 3 in engagement, so that in the event of an axial displacement of the actuating rod 17 of the cutter carrier 3 a corresponding radial adjustment learns.
Um diese Radialverstellung, beispielsweise zur Kompensierung eines Verschleißes der Schneide 4, automatisch ausführen zu können, dient folgende Anordnung: Vom Betätigungsstab 17 steht starr ein Stift 22 ab, der zusammen mit dem Betätigungsstab 17 in einer Ausnehmung 23 des Werkzeugkörpers 6 axial um eine bestimmte Strecke verschieblich ist. Das Eingreifen des Stiftes 22 in die Ausnehmung 23, die von entsprechender Breite ist, verhindert gleichzeitig eine Verdrehung des Betätigungsstabes 17 relativ zum Werkzeugkörper 6. Auf der Außenseite des Werkzeugkörpers 6 und zwischen dieser und der äußeren Hülse 9 ist eine innere Hülse 24 vorgesehen, die mit einem Außen gewinde in das Innengewinde der Hülse 9 eingreift.To this radial adjustment, for example to compensate for a To be able to carry out wear of the cutting edge 4 automatically, the following arrangement serves: A pin 22 protrudes rigidly from the actuating rod 17, which together with the actuating rod 17 in a recess 23 of the tool body 6 axially by a certain distance is movable. The engagement of the pin 22 in the recess 23 of the corresponding Width is, at the same time prevents rotation of the actuating rod 17 relative to the tool body 6. On the outside of the tool body 6 and between it and the outer sleeve 9, an inner sleeve 24 is provided with an outer thread engages the internal thread of the sleeve 9.
Die innere Hülse 24 kann auf der Außenseite des Werkstückkörpers 6 gleiten. Sie ist durch einen Vorsprung 25 am freien Ende des Stiftes 22, der in eine Bohrung der Hülse 24 eingreift, starr mit dem Betätigungsstab 17 verbunden und daher auch an einer Drehung relativ zum Werkzeugkörper 6 gehindert.The inner sleeve 24 can be on the outside of the workpiece body 6 slide. It is through a projection 25 at the free end of the pin 22, which in a bore of the sleeve 24 engages, rigidly connected to the actuating rod 17 and therefore also prevented from rotating relative to the tool body 6.
Wird bei entriegelter und durch den Greifer 8 festgehaltener Hülse 9 die Arbeitsspindel 1 und damit das Drehwerkzeug 2 verdreht, so dreht sich die innere Hülse 24 mit. Da sie über Schraubgewinde in Eingriff mit der äußeren Hülse 9 steht, verschiebt sie sich während der Drehung des Werkzeuges 2 in axialer Richtung. Hierdurch wird über den Stift 22 der Betätigungsstab 17 axial mitgenommen, was zu der gewünschten Radialverstellung des Schneidenträger 3 führt. In Fig. 1 ist rechts die untere Endstellung des Betätigungsstabes 17 und links dessen obere Endstellung dargestellt. Der an der Schneide 4 des Schneidenträgers erzielbare Verstellhub ist in Fig. 1 durch die beiden Pfeile A und B angedeutet.Used when the sleeve is unlocked and held in place by the gripper 8 9 rotates the work spindle 1 and thus the turning tool 2, the rotates inner sleeve 24 with. As it engages with the outer sleeve via screw threads 9 is, it moves during the rotation of the tool 2 in the axial direction. As a result, the actuating rod 17 is axially entrained via the pin 22, which leads to the desired radial adjustment of the cutter carrier 3 leads. In Fig. 1 is right the lower end position of the actuating rod 17 and, on the left, its upper end position shown. The adjustment stroke that can be achieved at the cutter 4 of the cutter carrier is indicated by the two arrows A and B in FIG.
Nach vollzogener Radialverstellung des Schneidenträgers 3 wird die Arbeitsspindel 1 stillgesetzt und der Greifer 8 aus der Ringnut 10 entfernt. Hierdurch kann sich der Stift 13 unter der Wirkung der Feder 14 wieder nach unten schieben und die Klinke 11 ql in die nächste Kerbezeinrasten.After completion of the radial adjustment of the cutter carrier 3, the The work spindle 1 is stopped and the gripper 8 is removed from the annular groove 10. Through this the pin 13 can slide down again under the action of the spring 14 and the pawl 11 ql click into place in the next notch.
Die Arbeitsspindel 1 ist in an sich bekannter Weise numerisch gesteuert, und zwar derart, daß sie bezüglich ihrer Drehachse rotatorisch in bestimmter Winkelstellung genau orientierbar ist. Dieser numerisch gesteuerte Freiheitsgrad der Arbeitsspindel 1 wird erfindungsgemäß in der beschriebenen Weise dazu ausgenutzt, um den Schneidenträger in präziser Weise zu verstellen. Da eine Axialverstellung der inneren Hülse 24 relativ zur äußeren Hülse 9 nur dann möglich ist, wenn die äußere Hülse 9 durch den Greifer 8 vom Werkzeugkörper 6 entriegelt und festgehalten ist, dient die Verriegelung der äußeren Hülse 9 am Werkzeugkörper 6 gleichzeitig dazu, auch die innere Hülse 24 festzuklemmen.The work spindle 1 is numerically controlled in a manner known per se, in such a way that they are rotationally in a certain angular position with respect to their axis of rotation is precisely orientable. This numerically controlled degree of freedom of the work spindle 1 is used according to the invention in the manner described to the cutter carrier to be adjusted in a precise manner. Since an axial adjustment of the inner Sleeve 24 relative to the outer sleeve 9 is only possible when the outer sleeve 9 through the gripper 8 is unlocked and held by the tool body 6, the locking is used the outer sleeve 9 on the tool body 6 at the same time as the inner sleeve 24 to clamp.
Die über die Arbeitsspindel eingeleitete Drehbewegung kann außer durch das beschriebene, im-wesentlichen aus den Hülsen 9, 24 und der Betätigungsstange 17 bestehende Gewindegetriebe auch über irgendein anderes Getriebe auf den Schneidenträger übertragen werden, ohne hierdurch vom Erfindungsgedanken abzuweichen.The rotational movement initiated via the work spindle can except through the described, essentially from the sleeves 9, 24 and the operating rod 17 existing screw drives on the cutter carrier via any other gear be transferred without thereby deviating from the inventive concept.
Vorzugsweise sind auch die translatorische Relativbewegung Arbeitsspindel - Werkstück und die Bewegung des Werkzeugswechselapparates (Greiferzange 8) numerisch gesteuert.The translational relative movement is preferably also the work spindle - Workpiece and the movement of the tool changing device (gripper 8) numerically controlled.
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