DE4312563A1 - Milling machine, its use, and a surface-machining method - Google Patents
Milling machine, its use, and a surface-machining methodInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Fräsmaschine und den Gebrauch einer Fräsmaschine mit einem Fräskopf und einem Frässtock der im Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 2 angegebenen Gattung sowie ein Verfahren zur ma schinellen spanabhebenden Oberflächenbearbeitung gemäß Oberbegriff des Anspruchs 8.The invention relates to a milling machine and the use of a milling machine with a milling head and a milling stick in the preamble of the claims 1 and 2 specified genus and a method for ma rapid machining surface treatment in accordance with Preamble of claim 8.
Bei der maschinellen spanabhebenden Oberflächenbearbei tung von rotationssymmetrischen Werkstücken, wie bei Trauringen oder Armreifen, besteht eine typische Bear beitungsaufgabe darin, daß ein gegossener oder gepreß ter sowie innen und außen gedrehter Rohling mit einem über den Umfang verlaufenden oder verteilt angeordneten dekorativen Muster und mit einer mehr oder weniger ge krümmten Oberflächenkontur zu versehen ist. Das Muster wird üblicherweise in die Werkstückoberfläche unter translatorischer und rotatorischer Zustellung einge fräst, während die Oberflächenkontur durch ein- oder mehrmaliges Überdrehen erzeugt wird. Wenn zum Fräsen und Drehen des Werkstücks in einer Fräs- und einer Dreh maschine zweimal aufgespannt werden muß, kann es zu kleinen Abweichungen in der Zentrierung kommen, die ei nen über den Umfang unterschiedlichen Materialabtrag und damit eine unterschiedliche optische Wirkung des Musters zur Folge hat.When machining surface machining processing of rotationally symmetrical workpieces, as with Wedding rings or bangles, there is a typical bear processing task in that a cast or pressed blank as well as inside and outside turned blank with a arranged over the circumference or distributed decorative pattern and with a more or less ge curved surface contour is to be provided. The pattern is usually under in the workpiece surface translatory and rotary infeed turned on mills while the surface contour by one or repeated overturning is generated. If for milling and turning the workpiece in one milling and one turning machine must be clamped twice, it can be too small deviations in the centering come, the egg different material removal rates and thus a different optical effect of the Pattern.
Zur Vermeidung von Ungenauigkei ten dieser Art werden bestimmte Dekorationen heute noch auf handbedienten Maschinen hergestellt, bei welchen die Bedienungspersonen über eine Optik an der Maschine die Frästiefe individuell so beeinflussen, daß die De koration über den Umfang gleich aussieht. Eine automa tische Fertigung derartiger Dekorationen scheiterte bisher an den Zentrierungsungenauigkeiten bei Mehrfach aufspannung.To avoid inaccuracy Certain decorations are still used today Made on hand-operated machines, on which the operators via optics on the machine influence the milling depth individually so that the De decoration looks the same over the circumference. An automa Table production of such decorations failed so far on the centering inaccuracies in multiple clamping.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zu grunde, die bekannte Fräsmaschine der eingangs angege benen Art und deren Gebrauch so weiterzuentwickeln, daß eine vollautomatische zentriergenaue Dreh- und Fräsbe arbeitung mit mehreren Dreh- und Fräswerkzeugen möglich ist. Eine weitere Aufgabe besteht in der Angabe eines Verfahrens zur maschinellen spanabhebenden Oberflächen bearbeitung von rotationssymmetrischen Werkstücken mit einander überlappenden Dreh- und Frässtrukturen.Based on this, the object of the invention reasons, the well-known milling machine of the beginning to develop the type and its use in such a way that a fully automatic centering turning and milling machine work with several turning and milling tools possible is. Another task is to specify a Process for machine cutting surfaces machining of rotationally symmetrical workpieces with mutually overlapping turning and milling structures.
Zur Lösung dieser Aufgaben werden die in den Patentan sprüchen 1, 2 und 8 angegebenen Merkmalskombinationen vorgeschlagen. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Un teransprüchen.To solve these tasks, the in the patent say 1, 2 and 8 combinations of features suggested. Further advantageous configurations and Developments of the invention result from the Un claims.
Die erfindungsgemäße Lösung geht vor allem von dem Ge danken aus, eine Fräsmaschine mit einer motorisch an treibbaren Frässpindel zur Aufnahme eines Werkzeugs und mit einem Rundtisch zur Aufnahme und Drehzustellung ei nes Werkstücks wahlweise in eine Drehmaschine mit Werk zeugrevolver umzufunktionieren, um bei einer einzigen Werkstückeinspannung sowohl eine Fräsbearbeitung als auch eine Drehbearbeitung mit mehreren unterschiedli chen Werkzeugen ausführen zu können. Um dies zu ermög lichen, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß die Frässpindel mit einer mehrere in Winkelabständen von einander angeordnete Drehwerkzeuge tragenden Revolver scheibe bestückbar und in verschiedenen Winkelpositio nen am Fräskopf anhaltbar und/oder arretierbar ist, und daß der Rundtisch nach Art eines Drehmaschinenfutters mit gegenüber der Drehzustellung beim Fräsen erhöhter Drehfrequenz um seine Rundachse antreibbar ist. Grund sätzlich kann dabei die Spindelachse und damit die Re volverscheibe mit ihrer Drehachse senkrecht oder paral lel zur Rundachse des Rundtisches ausgerichtet werden. Sofern der Fräskopf um eine zur Spindelachse und zur Rundachse senkrechte Achse um mindestens 90° schwenkbar ist, kann die Spindelachse auch wahlweise parallel oder senkrecht zur Rundachse ausgerichtet werden.The solution according to the invention is based primarily on the Ge thank a milling machine with a motor drivable milling spindle for holding a tool and with a rotary table for picking up and rotating delivery egg workpiece in a lathe with a factory Turret to convert to a single Workpiece clamping both milling and also turning with several different Chen tools to be able. To make this possible Lich, it is proposed according to the invention that the Milling spindle with one at several angular intervals revolvers carrying mutually arranged turning tools can be populated and in different angular positions NEN can be stopped and / or locked on the milling head, and that the rotary table in the manner of a lathe chuck with increased compared to the rotary infeed when milling Rotation frequency can be driven about its rotary axis. Reason In addition, the spindle axis and thus the Re volver disc with its axis of rotation vertical or parallel be aligned to the rotary axis of the rotary table. Provided that the milling head around one to the spindle axis and Rotary axis vertical axis can be swiveled by at least 90 ° , the spindle axis can also be either parallel or be aligned perpendicular to the rotary axis.
Die erfindungsgemäße Revolverscheibe kann entweder von Hand oder über einen Werkzeugwechsler im Austausch mit den Fräswerkzeugen in die Frässpindel eingewechselt werden. Die Winkelpositionierung kann dabei entweder über die CNC-Steuerung der Fräsmaschine (Option "orien tierter Spindelhalt") oder mit Hilfe einer Software gesteuerten Regelung unter Verwendung eines mit der Spindelachse verbundenen inkrementalen Meßsystems er folgen. The turret disk according to the invention can either from Hand or via a tool changer in exchange with the milling tools in the milling spindle become. The angular positioning can either via the CNC control of the milling machine (option "orien tiert Spindelhalt ") or with the help of software controlled regulation using one with the Spindle axis connected incremental measuring system he consequences.
Das Haupteinsatzgebiet der Erfindung besteht in der Herstellung von Oberflächenmustern in rotationssymme trischen Schmuckwaren, wie Trauringen oder Armreifen, wobei die Werkstücke unter Bildung von einander überlappenden Bearbeitungskonturen und/oder -strukturen im Umfangsbereich mit Maschinenwerkzeugen dreh- und fräs bearbeitet werden. Um ein unterschiedliches Erschei nungsbild der Dekoration über den Umfang aufgrund un terschiedlicher Frästiefen zu vermeiden, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß das Werkstück bei der Dreh- und Fräsbearbeitung um ein- und dieselbe Maschi nenachse relativ zu den Maschinenwerkzeugen gedreht bzw. drehzugestellt wird. Vorteilhafterweise wird hier bei das vorzugsweise als vorgefertigter Rohling ausge bildete Werkstück an einem Maschinenrundtisch im we sentlichen achszentral zu dessen Rundachse eingespannt und in dieser Einspannung nacheinander mit verschiede nen Maschinenwerkzeugen gefräst und überdreht. Auf die Reihenfolge der auszuführenden Bearbeitungsschritte, also ob zuerst gefräst oder zuerst gedreht werden soll, kommt es hierbei in der Regel nicht an. In diesem Zu sammenhang wichtig ist noch die Erkenntnis, daß schon bei relativ einfachen Trauringen mehrere Drehvorgänge mit unterschiedlichen Werkzeugen erforderlich sind, die mit den Fräsmustern in Berührung kommen können. Ein be sonderer Vorteil ist daher in der Maßnahme zu sehen, daß die Frässpindel durch Bestückung mit einem Revol verkopf wahlweise zu einem Werkzeugrevolver umfunktio niert wird. The main area of application of the invention is in Production of surface patterns in rotational symmetry trical jewelry such as wedding rings or bracelets, the workpieces forming overlapping one another Machining contours and / or structures in Circumferential area with machine tools turning and milling to be edited. A different issue of the decoration over the scope due to un To avoid different milling depths, according to the Invention proposed that the workpiece at Turning and milling around one and the same machine nenachse rotated relative to the machine tools or is rotated. Advantageously here preferably in the form of a prefabricated blank formed workpiece at a machine round table in the we significantly clamped axially to its rotary axis and in this fixation one after the other with different ones machined and overturned. On the Sequence of the processing steps to be carried out, So whether you want to mill first or turn first, it usually does not matter. In this To context is still important to realize that yes with relatively simple wedding rings several turning processes with different tools that are required can come into contact with the milling patterns. A be special advantage can therefore be seen in the measure, that the milling spindle is equipped with a revol can optionally be converted to a tool turret is renated.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigenIn the following the invention with reference to the drawing explained in more detail. Show it
Fig. 1a und b ein Schema einer Fräsmaschine in einer Seitenansicht und einer Draufsicht; Figs. 1a and b show a diagram of a milling machine in a side view and a top view;
Fig. 2a und b ein Schema einer in eine Drehmaschine mit Revolverkopf umfunktionierte Fräsmaschine in einer Seitenansicht und in Draufsicht; Figs. 2a and b show a diagram of a repurposed in a lathe turret milling machine in a side view and in plan view;
Fig. 3 ein Schema einer gegenüber Fig. 2b abgewandel ten, als Drehmaschine mit Revolverkopf arbei tenden Fräsmaschine in Draufsicht. Fig. 3 is a diagram of a modified compared to Fig. 2b th, working as a lathe with turret milling machine in plan view.
Die in der Zeichnung schematisch dargestellte Fräsma schine besteht im wesentlichen aus einem Fräskopf 10 mit einer durch einen Motor 12 um eine Spindelachse 14 antreibbaren Frässpindel 16 sowie einem Frässtock 18 mit einem durch einen Motor 20 um eine Rundachse 22 an getriebenen Rundtisch 24. Der als Horizontalfräskopf ausgebildete Fräskopf 10 ist auf einem Kreuzschlitten 26 mittels eines Motors 28 in Richtung X-Achse und mit tels eines Motors 32 in Richtung Z-Achse translatorisch verschiebbar, während der Frässtock 18 auf einem Verti kalschlitten 34 mittels eines Motors 36 in Richtung Y- Achse vertikal verschiebbar ist. Die Spindelachse 14 ist bei den Ausführungsbeispielen nach Fig. 1 und 2 parallel zur X-Achse (A-Achse) und im Falle des in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiels parallel zur Z-Achse ausgerichtet, während die Rundachse 22 bei allen Aus führungsbeispielen parallel zur Z-Achse (C-Achse) aus gerichtet ist.The milling machine schematically shown in the drawing consists essentially of a milling head 10 with a milling spindle 16 which can be driven by a motor 12 about a spindle axis 14 and a milling stick 18 with a rotary table 24 driven by a motor 20 about a rotary axis 22 . The designed as a horizontal milling head 10 is translationally displaceable on a cross slide 26 by means of a motor 28 in the direction of the X axis and by means of a motor 32 in the direction of the Z axis, while the milling stick 18 is on a vertical 34 by means of a motor 36 in the Y direction - The axis can be moved vertically. The spindle axis 14 is aligned parallel to the X axis (A axis) in the exemplary embodiments according to FIGS. 1 and 2 and parallel to the Z axis in the case of the exemplary embodiment shown in FIG. 3, while the rotary axis 22 is parallel to all exemplary embodiments Z-axis (C-axis) is directed out.
Die Fig. 1a und b zeigen den Betrieb als Fräsmaschine, bei der die Frässpindel 16 über einen Steilkegelan schluß 38 mit einem Fräswerkzeug 40 bestückt ist. Der Rundtisch 24 ist mit einem in der Zeichnung nicht dar gestellten, beispielsweise rotationssymmetrischen Werk stück zur Zentralachse 22 zentrisch bestückbar. Bei der in der Zeichnung dargestellten Fräsmaschine handelt es sich also um eine Fräsmaschine, die in den vier Achsen X, Y, Z, C vorzugsweise mittels einer nicht dargestell ten CNC-Einrichtung bahngesteuert ist. Der Rundtisch 24 führt dabei um seine Rundachse 22 mit Hilfe des Motors 20 rotatorische Zustellbewegungen aus, während die Frässpindel 16 über den Motor 12 um die Spindelachse 14 schnelldrehend angetrieben ist. FIGS. 1a and b show the operation of a milling machine, in which the spindle is fitted Steilkegelan 16 via a circuit 38 with a milling tool 40th The rotary table 24 can be equipped with a not shown in the drawing, for example rotationally symmetrical work piece to the central axis 22 centrally. The milling machine shown in the drawing is therefore a milling machine which is path-controlled in the four axes X, Y, Z, C, preferably by means of a CNC device (not shown). The rotary table 24 executes rotary feed movements about its rotary axis 22 with the help of the motor 20 , while the milling spindle 16 is driven by the motor 12 at high speed about the spindle axis 14 .
Bei dem in Fig. 2a und b gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Frässpindel 16 des Fräskopfs 10 mit einem als Revolverscheibe 42 ausgebildeten Werkzeugträger be stückt, der mehrere in gleichen Winkelabständen vonein ander angeordnete achsparallel überstehende, mit Dreh werkzeugen 44 bestückte Werkzeughalter 46 trägt. Das Weiterteilen von einem Werkzeug 44 zum nächsten erfolgt durch Positionieren der Frässpindel in eine neue Win kellage. Dies kann entweder durch die in der Regel vor handene CNC-Funktion "orientierter Spindelhalt" erfol gen, oder dadurch, daß durch eine geeignete Software die Frässpindel 16 zu einer Rundachse mit entsprechen der Regelung und Meßsystemauflösung umfunktioniert wird. Die Vorteile einer solchen zeitweise erzeugten Rundachse sind ein schnelles und präzises Teilen und ein genaues und relativ stabiles Halten der Winkelposi tion mit dem geschlossenen Regelkreis. Zusätzlich kann bei beiden Varianten durch die Verwendung einer Bremse oder der in Fig. 2b und Fig. 3 gezeigten, mit der Re volverscheibe 42 drehfest gekoppelten Teilscheibe 48 mit Indexierung 50 die Position unter Aufnahme der Schnittkräfte formschlüssig gehalten werden. Die Fräs spindel 16 wird so zu einem Werkzeugrevolver. Anderer seits wird die Rundachse 22 des Frässtocks 18 mit dem Rundtisch 24 in eine Drehachse mit Drehmaschinenfutter umfunktioniert und für den Drehvorgang über den Motor 20 mit entsprechend höherer Drehzahl angetrieben.In the in Fig. 2a and b embodiment shown, the spindle 16 of the cutter head 10 with a designed as a revolving disk 42 tool carrier be tee t, several vonein other arranged axially parallel projecting at equal angular intervals, tools with rotary 44 tipped tool holder 46 transfers. The forwarding from one tool 44 to the next is done by positioning the milling spindle in a new win cell position. This can be done either by the CNC function "oriented spindle stop" that is usually present, or by the fact that the milling spindle 16 is converted into a rotary axis with appropriate control and measuring system resolution using suitable software. The advantages of such a temporarily generated rotary axis are quick and precise dividing and an accurate and relatively stable holding of the angular position with the closed control loop. In addition, in both variants through the use of a brake or in Fig. 2b and Fig. Are held positively shown, with the re volverscheibe 42 rotatably coupled portion 48 with indexing wheel 50, the recording position under the cutting forces. 3 The milling spindle 16 thus becomes a tool turret. On the other hand, the rotary axis 22 of the milling stick 18 with the rotary table 24 is converted into an axis of rotation with a lathe chuck and driven for the turning process via the motor 20 at a correspondingly higher speed.
Wie aus Fig. 3 zu ersehen ist, kann die Spindelachse 14 statt der in Fig. 1 und 2 gezeigten senkrechten Ausrich tung zur Rundachse 22 bei Bedarf auch parallel zu die ser ausgerichtet werden. Dies kann z. B. durch eine Schwenkachse (B-Achse) erfolgen.As can be seen from Fig. 3, the spindle axis 14 instead of the vertical alignment shown in FIGS . 1 and 2 to the rotary axis 22 can also be aligned parallel to the water if necessary. This can e.g. B. done by a pivot axis (B axis).
Zusammenfassend ist folgendes festzustellen: Die Erfin dung bezieht sich auf den Gebrauch einer Fräsmaschine mit Fräskopf 10 und Frässtock 18. Der Fräskopf 10 weist eine um eine Spindelachse 14 motorisch antreibbare Fräs spindel 16 zur Aufnahme eines Werkzeugs 40, 42, 44 auf, während der Frässtock 18 einen um eine Rundachse 22 motorisch drehbaren Rundtisch 24 zur rotatorischen Zu stellung eines Werkstücks aufweist. Um eine zentrierge naue Fräs- und Drehbearbeitung zu ermöglichen, kann die Fräsmaschine zeitweilig in eine Drehmaschine mit Werk zeugrevolver umfunktioniert werden. Dies erfolgt da durch, daß die Frässpindel 16 mit einer mehrere in Win kelabständen voneinander angeordnete Drehwerkzeuge 44 tragenden Revolverscheibe 42 bestückbar und in verschie denen Winkel lagen um die Spindelachse 14 am Fräskopf an haltbar und/oder arretierbar ist, und daß der Rundtisch 24 nach Art eines Drehmaschinenfutters mit gegenüber der rotatorischen Zustellung beim Fräsen erhöhter Dreh frequenz um die Rundachse 22 antreibbar ist.In summary, the following can be stated: The invention relates to the use of a milling machine with milling head 10 and milling stick 18 . The cutter head 10 has an about a spindle axis 14 motor-drivable milling spindle 16 for receiving a tool 40, 42, 44, while the Frässtock 18 has a motor about a rotary axis 22 rotatable round table 24 for the rotational to position a workpiece. In order to enable precise centering milling and turning, the milling machine can temporarily be converted into a lathe with a tool turret. This is due to the fact that the milling spindle 16 can be equipped with a turret disk 42 carrying a plurality of rotary tools 44 spaced apart from one another in Win and spaced at various angles around the spindle axis 14 on the milling head to be durable and / or lockable, and that the rotary table 24 according to Art a lathe chuck with an increased rotational frequency about the rotary axis 22 compared to the rotary infeed when milling.
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19934312563 DE4312563A1 (en) | 1993-04-17 | 1993-04-17 | Milling machine, its use, and a surface-machining method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19934312563 DE4312563A1 (en) | 1993-04-17 | 1993-04-17 | Milling machine, its use, and a surface-machining method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4312563A1 true DE4312563A1 (en) | 1994-10-20 |
Family
ID=6485698
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19934312563 Withdrawn DE4312563A1 (en) | 1993-04-17 | 1993-04-17 | Milling machine, its use, and a surface-machining method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4312563A1 (en) |
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- 1993-04-17 DE DE19934312563 patent/DE4312563A1/en not_active Withdrawn
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Legal Events
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