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Zweispindeldrehmaschine
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Die Erfindung betrifft eine Zweispindeldrehmaschine, deren beide einzeln
angetriebenen Arbeitsspindeln jeweils in einem eigenen Spindelstock gelagert sind
und die zwei im Abstand parallel zueinander verlaufende Längsbetten aufweist, von
denen jedes einen verschieblichen Längsschlitten und einen auf diesem verschieblich
gelagerten Querschlitten trägt, mit denen Vorschubeinrichtungen gekuppelt sind,
wobei den beiden Werkstückspannvorrichtungen tragenden Arbeitsspindeln wenigstens
zwei Werkzeugträger für feststehende und/oder umlaufende Werkzeuge zugeordnet sind,
deren Werkzeuge durch die Vorschubeinrichtungen, vorzugsweise selbsttätig gesteuert,mit
den in den Werkstückspannvorrichtungen gespannten Werkstücken in Eingriff bringbar
sind.
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Zweispindeldrehmaschinen sind in der Praxis in einer Reihe von Ausführungsformen
bekannt. Sie sind grundsätzlich derart aufgebaut, daß die beiden - gegebenenfalls
zu einem gemeinsamen Gehäuseteil vereinigten - Spindelstöcke ortsfest vor den beiden
zugeordneten Längsbetten angeordnet sind, deren Querschlitten die in Werkzeugträgern,
z.B. in Gestalt von Werkzeugrevolvern, gehalterten Werkzeuge tragen. Diese Werkzeuge
können feststehend angeordnet (Drehmeißel u.dgl.) oder in den Werkzeugträgern drehbar
gelagert und mit eigenen Antrieben versehen sein (Bohr- und Schleifwerkzeuge etc.).
Wie etwa in
"Werkstatt und Betrieb", 86. Jahrg. 1953, Heft 8, Seite
413 ff. erläutert, ist es mit solchen Zweispindeldrehmaschinen möglich, entweder
gleichzeitig zwei getrennte Werkstücke zu bearbeiten oder aber das jeweils auf der
einen Arbeitsspindel auf der einen Seite bearbeitete Werkstück sodann umzuspannen
und mit der zweiten Arbeitsspindel auf der anderen Seite fertigzustellen. Letztgenannte
Bearbeitungsweise kommt insbesondere für die sogenannten Stangenarbeiten in Frage,
bei denen die Drehteile im Abstechverfahren von Stangenmaterial gewonnen werden.
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Dieses Fertigungsverfahren, bei dem die Werkstücke auf der ersten
Arbeitsspindel auf der einen Seite 0 bearbeitet, sodann abgestochen und um 180 gewendet
in der Spannvorrichtung der zweiten Arbeitsspindel für die Fertigbearbeitung auf
der zweiten Seite gespannt werden, benötigen zu ihrer Durchführung - wenn das Umspannen
des Werkstückes nicht von Hand vorgenommen werden soll - eigene Wende- und Abgreifeinrichtungen,
die einen zusätzlichen Aufwand bedeuten und grundsätzlich verhältnismäßig lange
Nebenzeiten- verursachen. Dies fällt umso mehr ins Gewicht, wenn aufgrund der für
ein spezielles Werkstück erforderlichen Bearbeitungsvorgänge sogar ein mehrfaches
Umspannen des Werkstückes erforderlich wird.
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Man hat schon versucht (DE-GM 1 803 377),die Bearbeitungsverhältnisse
bei solchen Mehrspindeldrehmaschinen dadurch zu verbessern, daß jeder Arbeitsspindel
je zwei oder mehrere Bearbeitungseinrichtungen (Werkzeugträger und Quer- und Längsschlitten)
zugeordnet werden, so daß die bei einer Werkstückspannung durchzuführenden Bearbeitungsmöglichkeiten
vielfältiger
sind, doch müssen auch bei einer solchen Drehmaschine
Zusatzeinrichtungen zum Wenden der Werkstücke mit den durch sie bedingten langen
Nebenzeiten in Kauf genommen werden.
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Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine zweispindlige Drehmaschine
zu schaffen, die sich bei vielseitiger Einsatzmöglichkeit dadurch auszeichnet, daß
insbesondere bei Stangenarbeiten die Werkstücke mit kurzen Nebenzeiten auf beiden
Seiten bearbeitet werden können.
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Zur. Lösung dieser Aufgabe ist die eingangs genannte Zweispindeldrehmaschine
erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß bei in an sich bekannter Weise ortsfestem
erstem Spindelstock und auf dem Querschlitten des zugeordneten ersten Längsbettes
angeordnetem erstem Werkzeugträger der zweite Spindelstock auf dem dem zweiten Längsbett
zugeordneten zweiten Querschlitten sitzt und der zugehörige zweite Werkzeugträger
neben dem ersten Spindelstock angeordnet ist.
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Dadurch, daß der zweite Spindelstock auf dem Querschlitten des zweiten
Längsbettes sitzt, ergeben sich sehr kurze Bewegungswege beim Umspannen des Werkstückes,
das zur Bearbeitung seiner zweiten Seite nicht gewendet zu werden braucht, weil
die beiden Arbeitsspindeln mit ihren Spannvorrichtungen in entgegengesetzte Richtungen
weisend angeordnet sind.
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Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn der Verstellbereich des zweiten
Querschlittens derart bemessen ist, daß die zweite Arbeitsspindel mit ihrer Werkstückspannvorrichtung
auf das in der ersten Arbeitsspindel
gespannte Werkstück ausrichtbar
ist, so daß zum Umspannen des Werkstückes dieses lediglich in Axialrichtung bewegt
werden muß.
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Um einen vollautomatischen Bewegungsablauf zu erzielen, ist es zweckmäßig,
daß die Drehmaschine eine selbsttätige Steuerungseinrichtung für die Vorschubeinrichtungen
aufweist, durch die,anschließend an die Bearbeitung des jeweiligen in der Spannvorrichtung
der ersten Arbeitsspindel gespannten Werkstückes, folgegesteuert der erste Werkzeügträqer
in eine Ruhe- oder Abstechstellung und der zweite Spindelstock in eine auf das erste
Werkstück ausgerichtete Stellung überführbar sind, die zweite Werkstückspannvorrichtung
mit dem Werkstück in Eingriff bringbar und sodann nach Lösen der ersten Werkstückspannvorrichtung
der zweite Spindelstock in eine auf den zweiten Werkzeugträger ausgerichtete Arbeitsstellung
bewegbar ist, während in der ersten Werkstückspannvorrichtung ein neues Werkstück
spannbar ist.
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Dieser vollautomatische Arbeitsablauf kommt ersichtlich ohne Zusatzeinrichtungen
zum Abgreifen oder Wenden des Werkstückes aus und benötigt deshalb nur sehr kurze
Nebenzeiten.
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Der zweite Werkzeugträger kann in einer bevorzugten Ausführungsform
ein Gehäuse aufweisen, das mit einem der Betten verbunden ist. Die Anordnung kann
aber auch derart getroffen sein, daß das Gehäuse des zweiten Werkstückträgers mit
dem ersten Spindelstock verbunden ist. Diese Verbindung kann jeweils starr sein,
doch kann das Gehäuse des zweiten Werkstückträgers auch längs einer Raumachse (die
in der
Regel vertikal sein wird) verschieblich gelagert und mit
einer entsprechenden Stellvorrichtung gekuppelt sein. Dadurch wird der Vorteil erzielt,
daß ähnlich wie bei einem Fräszentrum, ein Drehzentrum entsteht, bei dem Fräsflächen
außermittig sowie Bohrungen etc. gefertigt werden können, ohne daß auf eine zweite
Maschine für diese Arbeitsgänge ausgewichen werden muß.
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Die Werkzeugträger können entsprechend der Zahl und der Art der zum
Einsatz kommenden Werkzeuge gestaltet sein, wobei sie für beide Arbeitsspindeln
gleich oder unterschiedlich ausgebildet sein können. Besonders günstige Verhältnisse
hinsichtlich eines automatischen Arbeitsablaufes und der Vielfalt der Bearbeitungsmöglichkeit
ergeben sich, wenn wenigstens einer der Werkzeugträger ein Werkzeugrevolver ist.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung
dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 eine Zweispindeldrehmaschine gemäß der Erfindung
in perspektivischer schematischer Darstellung, Fig. 2 eine Zweispindeldrehmaschine
gemäß der Erfindung in einer anderen Ausführungsform, ebenfalls in perspektivischer
schematischer Darstellung und Fig. 3 die Zweispindeldrehmaschine nach Fig. 1 in
einer Draufsicht in vereinfachter Darstellung unter Veranschaulichung der Bewegungsvorgänge
beim Umspannen eines Werkstückes.
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Die in den Fig. 1, 2 dargestellte Zweispindeldrehmaschine weist ein
geschweißtes Maschinengestell 1 auf, das mit zwei Querträgern 2, 3 versehen ist,
auf denen zwei steife Längsbetten 4, 5 befestigt sind, die an einem Querjoch 6 starr
miteinander verbunden sind.
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Jedes der Längsbetten 4, 5 trägt zwei horizontale Führungsbahnen 7,
8, auf denen ein erster Längsschlitten 9 bzw. ein zweiter Längsschlitten 10 längsverschieblich
ist. Auf dem ersten Längsschlitten 9 bzw. dem zweiten Längsschlitten 10 ist in horizontalen
Führungsbahnen 11 bzw. 12 ein erster Querschlitten 13 bzw. 14 querverschieblich
gelagert. Die Längsschlitten 9, 10 und die Querschlitten 13, 14 sind jeweils mit
in der Zeichnung nicht weiter veranschaulichten Vorschubeinrichtungen gekuppelt,
die es gestatten, den Längs- und Querschlitten,vorzugsweise NC-gesteuert,die für
die Durchführung der Bearbeitungsvorgänge erforderlichen Vorschubbewegungen in der
Längs- und in der Querachse zu erteilen.
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Auf dem ersten Querschlitten 13 ist ein erster Werkzeugträger in Gestalt
eines bei 15 angedeuteten Werkzeugrevolvers angeordnet, der um eine horizontale
Achse schaltbar in einem den Schaltmechanismus und gegebenenfalls die Antriebsorgane
für umlaufende Werkzeuge enthaltenden ersten Gehäuse 16 gelagert ist, das auf dem
ersten Querschlitten 13 befestigt ist.
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Der erste Werkzeugträger 15 arbeitet mit einer ersten Arbeitsspindel
18 zusammen, die in einem ersten
Spindelstock 19 drehbar gelagert
ist und endseitig ein bei 20 angedeutetes, beispielsweise hydraulisches Spannfutter
trägt. Der erste Spindelstock 19 ist auf das Querjoch 6 aufgesetzt und mit diesem
starr verschraubt. Der ersten Arbeitsspindel 18 ist ein eigener Antrieb zugeordnet,
der im einzelnen nicht weiter dargestellt ist.
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Auf dem zweiten Querschlitten 14 ist ein zweiter Spindelstock 21 befestigt,
dessen Arbeitsspindel 22 ein zweites, ebenfalls hydraulisches oder pneumatisches
Spannfutter 23 trägt, in das ein bei 24 angedeutetes Werkstück eingespannt ist.
Die Arbeitsspindel 22 wird über ein Getriebe 25 von einem bei 260 angedeuteten Elektromotor
angetrieben, der zusammen mit dem Getriebe 25 ebenfalls auf dem zweiten Querschlitten
14 sitzt.
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Der zweiten Arbeitsspindel 22 ist ein zweiter Werkstückträger 26 in
Gestalt eines Werkzeugrevolvers zugeordnet, der in einem zweiten Gehäuse 27 um eine
Horizontalachse schrittschaltbar gelagert ist und bei 28 schematisch angedeutete
Werkzeuge trägt, die feststehend oder umlaufend sein können. Das zweite Gehäuse
27, das den Schrittschaltantrieb für den zweiten Werkzeugträger 26 und gegebenenfalls
die Antriebselemente für in diesem gelagerte umlaufende Werkzeuge trägt, ist neben
dem ersten Spindelstock 19 im Bereiches des Querjoches 6 angeordnet.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 ist die Anordnung dabei derart
getroffen, daß das den zweiten Werkzeugträger 26 lagernde Gehäuse 27 neben dem ersten
Spindelstock 19 auf das Querjoch 6 aufgesetzt und mit
diesem starr
verschraubt ist. Alternativ oder zusätzlich könnte das zweite Gehäuse 27 auch mit
dem ersten Spindelstock 19 starr verbunden sein.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 2, bei der gleiche Bezugszeichen
gleiche Teile bezeichnen, so daß insoweit eine nochmalige Erläuterung nicht notwendig
ist, ist das zweite Gehäuse 27 an dem ersten Spindelstock 19 in Vertikalrichtung
verschieblich gelagert, wie dies durch einen Pfeil V angedeutet ist. Zu diesem Zwecke
sind an dem ersten Spindelstock 19 und an dem zweiten Gehäuse 27 zusammenwirkende
Führungsbahnen 30 vorgesehen. Das zweite Gehäuse 27 ist mit einer nicht weiter dargestellten,
gegebenenfalls ebenfalls programmgesteuerten Stellvorrichtung gekuppelt, die es
gestattet, das zweite Gehäuse 27 und damit den zweiten Werkzeugträger 28 in der
V-Richtung um einen begrenzten Weg von beispielsweise 50 mm zu verstellen.
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In einer alternativen, nicht weiter dargestellten Ausführungsform
könnte das zweite Gehäuse 27 auch auf dem Querjoch 6 in Horizontalrichtung entsprechend
dem Pfeil Y der Fig. 1 verstellbar gelagert sein.
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Der Bewegungsablauf bei der Bearbeitung eines bei 31 schematisch angedeuteten
Werkstückes ist in Fig. 3 für beide Maschinenausführunqen nach den Fig. 1, 2 veranschaulicht:
In der Spannvorrichtung 20 der ersten Arbeitsspindel 18 ist eine Materialstange
32 gespannt, an deren vorderem Ende das Werkstück 31 von den Werkzeugen 33 des ersten
Werkzeugträgers 15 von der ersten Seite he bearbeitet wird. Dabei kann das Werkstück
31 stirnseitig
auf einer Zentrierspitze 34 laufen, die über einen
entsprechenden Reitstock auf einem der Längsbetten 4 bzw. 5 jeweils rechts von dem
Längsschlitten 9 bzw. 10 gelagert zu denken ist.
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Während dieser Bearbeitung des Werkstückes 31 wird ein zweites Werkstück
24, das in der zweiten Spannvorrichtung 23 gespannt ist, von den Werkzeugen 28 des
zweiten Werkzeugträgers 26 bearbeitet.
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Sowie die Bearbeitung der Werkstücke 31, 24 abgeschlossen ist, wird
das zweite Werkstück 24 aus der zweiten Spannvorrichtung 23 entnommen, während der
erste Werkstückträger 15 von seinem Längs- und Querschlitten 9 bzw. 16 in eine mit
I bezeichnete Abstechstellung überführt wird, in der ein Abstechwerkzeug 33a des
Werkzeugträgers 15 mit der Materialstange 32 in Eingriff gebracht wird,um das auf
der ersten Seite fertig bearbeitete Werkstück 31 abzustechen.
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Bei Futterarbeiten, bei denen ein solcher Abstechvorgang nicht notwendig
ist, wird der erste Werkstückträger 15 in die in Fig. 3 bei II dargestellte hintere
Ruhestellung zurückgezogen.
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Gleichzeitig wird durch den zweiten Längs- und Querschlitten 10 bzw.
14 die zweite Arbeitsspindel 22 mit ihrem Futter 23 in die in Fig. 3 mit III bezeichnete
Stellung überführt, in der die zweite Arbeitsspindel 22 koaxial zu der ersten Arbeitsspindel
18 ausgerichtet ist. Diese Uberführung der zweiten Arbeitsspindel in die Stellung
III ist durch eine entsprechend große Bemessung des Verstellbereiches des zweiten
Querschlittens 14 ermöglicht.
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Die zweite Arbeitsspindel 22 fährt nunmehr in Achsrichtung so weit
vor, bis ihre Spannvorrichtung 23 auf das Werkstück 31 aufgeschoben ist, worauf
das Werkstück 31 von der zweiten Spannvorrichtung 23 gespannt wird.
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Nunmehr wird das Werkstück 31 ganz von der Materialstange 32 abgestochen
bzw. bei Futterarbeiten wird die erste Spannvorrichtung 20 gelöst, womit das Werkstück
31 nunmehr lediglich in der zweiten Spannvorrichtung 23 gespannt ist und die Stelle
des vorher dort befindlichen zweiten Werkstückes 24 einnimmt.
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Die zweite Arbeitsspindel 22 wird anschließend seitlich in die Stellung
IV überführt, womit die Material stange 32 bereits axial um den zur Herstellung
des nächstfolgenden Werkstückes 31 erforderlichen Betrag nachgeschoben und von neuem
in der ersten Spannvorrichtung 20 gespannt werden kann. Bei Futterarbeiten wird
das nächst folgende Werkstück in die erste Spannvorrichtung 20 eingespannt.
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Im weiteren Bewegungsverlauf wird das Werkstück, ausgehend von der
Stellung IV der zweiten Arbeitsspindel 22 mit den Werkzeugen 28 des zweiten Werkzeugträgers
26 in Eingriff gebracht, bis die zweite Arbeitsspindel 22 nach Abschluß der nunmehr
von der zweiten Seite her erfolgenden Bearbeitung des Werkstückes in die Entladestelluzg
V überführt wird, in der das nunmehr mit 24 bezeizhnete Werkstück aus der zweiten
Spannvorrichtung 23 entnommen wird, worauf das Arbeitsspiel von neuem beginnt
Während
bei der Ausführungsform nach Fig. 1 die zweite Arbeitsspindel 22 immer auf die Achse
des zweiten Werkzeugträgers 26 ausgerichtet ist, kann bei der Ausführungsform nach
Fig. 2 der zweite Werkzeugträger 26 während der Bearbeitung der zweiten Seite des
Werkstückes in der V- bzw. in der Y- oder sonst einer raumfesten Achse verstellt
werden, womit an dem Werkstück auch au-Bermittige Fräs- und Bohrarbeiten vorgenommen
werden können.
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Die beschriebenen Bewegungsabläufe werden aufeinanderfolgend durch
eine programmgesteuerte Steuerungseinrichtung ausgelöst, die die Vorschubeinrichtungen
der Längs- und Querschlitten 9, 10 bzw. 13, 14 entsprechend ansteuert.