WO2007016910A2

WO2007016910A2 - Verfahren und vorrichtung zur bearbeitung von werkstückoberflächen

Info

Publication number: WO2007016910A2
Application number: PCT/DE2006/001369
Authority: WO
Inventors: Markus Hessbrüggen; Christoph Wernz; Ulrich Walter; Martin Ellwanger
Original assignee: Emag Holding Gmbh
Priority date: 2005-08-05
Filing date: 2006-08-04
Publication date: 2007-02-15
Also published as: DE102005037665B3; DE112006002735A5; WO2007016910A3

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bearbeitung von Werkstücken mit sowohl unrunden als auch rotationssymmetrischen Innen- und Außenkonturen an einem rotierenden Werkstück wobei: wenigstens ein Werkzeug mit einer geraden Schneide mit dem Werkstück in Eingriff kommt, die Schneide gegenüber der Rotationsachse des Werkstücks um einen Winkel α geneigt ist, die Schneide mit einer kreisbogenförmigen Vorschubbewegung um eine Schwenkachse bewegt wird, während des Vorschubs die Wirkstelle zwischen Werkstück und Werkzeug entlang der Schneide wandert und eine Zustellbewegung zwischen Werkstück und Werkzeug die unrunden Innen- und Außenkonturen des Werkstücks erzeugt und/oder die durch die Schneidenform bedingten Konturabweichungen des Werkstücks ausgleicht.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Bearbeitung von Werkstückoberflächen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bearbeitung von Werkstücken mit sowohl unrunden als auch rotationssymmetrischen Innen- und Außenkonturen. Die Drehbearbeitung weicher oder gehärteter Werkstücke mit bestimmter Schneide ist Stand der Technik. Beim Längsdrehen entsteht auf der Werkstückoberfläche durch den Vorschub des Werkzeuges entlang des rotierenden Werkstücks zwangsläufig eine gewindeartige Struktur in Form von Drehriefen oder Werkstückerhebungen. Zur Vermeidung solcher Drehriefen ist aus der DE 102004 026 675 B3 ist ein Verfahren zum spanenden Bearbeiten rotationssymmetrischer Flächen eines Werkstücks bekannt. Dabei wird die Werkzeugschneide in Form einer zur Werkzeugrotationsachse koaxialen Schraubenlinie mit einer kreisbogenförmigen Vorschubbewegung um die Werkzeugrotationsachse bewegt, so dass die Wirkstelle zwischen Schneide und Werkstück entlang der Schneide wandert. Die Herstellung und Wartung von schraubenartigen Schneiden, die koaxial zur Werkzeugrotationsachse verlaufen ist vergleichsweise aufwendig und teuer.

Außerdem ist dieses Verfahren ist zur Bearbeitung unrunder Werkstückkonturen nicht geeignet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bearbeitung sowohl unrunder als auch rotationssymmetrischer Innen- und

Außenkonturen von Werkstückoberflächen zu schaffen. Es ist auch Aufgabe der Erfindung die Werkzeugkosten unter Beibehaltung drallfreier Werkstückoberflächen zu senken.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren nach Anspruch 1 und eine Vorrichtung nach Anspruch 5 vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Der Kerngedanke der Erfindung besteht darin, ein Werkzeug mit einer ebenen, schräg zur Werkstückrotationsachse verlaufenden Schneide, die mit einer kreisbogenförmigen Vorschubbewegung um eine Schwenkachse bewegt wird, zur Erzielung drallfreier Werkstückoberflächen einzusetzen. Dabei werden die durch die ebene Schneidenform bedingten Konturabweichungen des Werkstücks durch eine Relativbewegung zwischen Werkstück und Werkzeug ausgeglichen. Auf diese Weise können auch unrunde Werkstückkonturen, wie zum Beispiel Nockenformen, bearbeitet werden. Nach diesem Verfahren lassen sich besonders hochwertige Werkstückoberflächen mit geringer Rautiefe herstellen. Da die Werkzeugschneide eben ist, können kostengünstige Wendeplatten mit gerader, gebogener oder kreisbogenförmiger Schneidkante eingesetzt werden, welche auch für die Hartbearbeitung in der erforderlichen Qualität im Handel verfügbar sind.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Rotationsachsen des Werkzeugrevolvers und des Werkstücks parallel angeordnet. Dadurch kann die kreisbogenförmige Vorschubbewegung der Werkzeugschneide besonders vorteilhaft durch eine Schwenkbewegung des Werkzeugrevolvers ausgeführt werden.

Fig. 1 zeigt eine Werkzeugmaschine mit zwei Werkzeugrevolvern Fig. 2 zeigt die Werkzeugrevolver von oben gesehen

Fig. 3 zeigt Wendeplatten mit verschiedenen Schneidenformen

Fig. 1 zeigt eine Werkzeugmaschine 1 , bei welcher nicht erfindungswesentliche Details der Werkstückzuführung, des Antriebs, der Steuerung und des Gehäuses nicht dargestellt sind. Die beschriebene Werkzeugmaschine 1 eignet sich insbesondere zur Bearbeitung wellenförmiger Werkstücke 7. Diese werden in der Werkstückhaltevorrichtung, bestehend aus der Motorspindel 8 und dem Reitstock 9 eingespannt und in Rotation versetzt. Die beiden Werkzeugrevolver 10 und 11 sind am Maschinengestell 2 in zwei zueinander orthogonalen Richtungen (X- und Z- Achse) beweglich geführt. Dazu sind am Maschinengestell 2 vertikale Führungen 3 für die Vertikalschlitten 4 vorgesehen. Als Antrieb dienen die Motoren 6 mit den Kugelrollspindeln 14. Die Vertikalschlitten 4 tragen ihrerseits Führungen 12 für die Horizontalschlitten 5. In den Horizontalschlitten 5 sind die Werkzeugrevolver 10, 11 um eine Schwenkachse 13 drehbar gelagert. Fig. 2 zeigt die Werkzeugrevolver 10, 11 in der Sicht von oben. Durch eine Schwenkbewegung des Werkzeugrevolvers 11 um die Schwenkachse 13 wird das Werkzeug 15 mit der Schneide 17 mit einer kreisbogenförmigen Vorschubbewegung mit dem Werkstück in Eingriff gebracht. Dabei werden die durch die Schneidenform bedingten Konturabweichungen des Werkstücks durch eine Zustellbewegung des Horizontalschlittens 5 entlang der Führungen 12 ausgeglichen. In einer vorteilhaften Ausführung ist die ebene Schneide 17 als Wendeplatte ausgeführt. Besonders vorteilhaft ist am Werkzeugrevolver 10 ein Stützlager 16 an Stelle eines Werkzeugs vorgesehen. Fig. 3a zeigt eine Wendeplatte mit gerader Schneide. Fig. 3b zeigt eine Wendeplatte mit kreisbogenförmiger Schneide. Fig. 3c zeigt eine Wendeplatte mit gebogener, z.B. ellipsenförmiger Schneide. Diese Schneidenformen erfordern unterschiedliche Zustellbewegungen und sind je Werkstückbeschaffenheit vorteilhaft bei dem erfindungsgemäßen Verfahren einsetzbar.

Bezugszeichen

1 Werkzeugmaschine

2 Maschinengestell 3 Führung

4 Vertikalschlitten

5 Horizontalschlitten

6 Motor

7 Werkstück 8 Motorspindel

9 Reitstock

10 Werkzeugrevolver

11 Werkzeugrevolver

12 Führung 13 Schwenkachse

14 Kugelrollspindel

15 Werkzeug

16 Stützlager

17 Schneide

-A-

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Bearbeitung sowohl unrunder als auch rotationssymmetrischer Innen- und Außenkonturen an einem rotierenden Werkstück (7) wobei - wenigstens ein Werkzeug (15) mit einer ebenen Schneide (17) mit dem

Werkstück (7) in Eingriff kommt

- die Schneide (17) gegenüber der Rotationsachse des Werkstücks (7) um einen Winkel α geneigt ist

- die Schneide (17) mit einer kreisbogenförmigen Vorschubbewegung um eine Schwenkachse (13) bewegt wird

- während des Vorschubs die Wirkstelle zwischen Werkstück (7) und Werkzeug (15) entlang der Schneide (17) wandert

dadurch gekennzeichnet,

dass durch eine Zustellbewegung zwischen Werkstück (7) und Werkzeug (15) die unrunden Innen- und Außenkonturen des Werkstücks (7) erzeugt und/oder die durch die Schneidenform bedingten Konturabweichungen des Werkstücks (7) ausgeglichen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von der Größe der zu bearbeitenden Werkstückfläche die Werkzeugschneide (17) relativ zum Werkstück (7) so oft in Richtung der Rotationsachse des Werkstücks (7) versetzt wird, bis die Werkstückfläche vollständig bearbeitet ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück (7) während der Bearbeitung an beiden Enden eingespannt ist.

4. Verfahren nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück während der Bearbeitung zwischen beiden Enden auf der dem Werkzeug (15) gegenüberliegenden Seite mit einem Stützlager (16) abgestützt wird.

5. Werkzeugmaschine zur Bearbeitung sowohl unrunder als auch rotationssymmetrischer Innen- und Außenkonturen an einem rotierenden Werkstück (7), mit wenigstens einem Werkzeug (15) mit einer ebenen Schneide (17), wobei die Schneide (17) mit einer kreisbogenförmigen Vorschubbewegung um eine Schwenkachse (13) bewegbar ist, wobei zur

Aufnahme des Werkzeugs (7) ein Werkzeugrevolver (11 ) vorgesehen ist

dadurch gekennzeichnet,

dass zum Ausführen einer kreisbogenförmigen Vorschubbewegung der

Werkzeugrevolver (11 ) um eine Rotationsachse (13) schwenkbar ist.

6. Werkzeugmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die ebene Schneide (17) eine gebogene oder kreisbogenförmige Schneidkante aufweist.

7. Werkzeugmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die ebene Schneide (17) eine gerade Schneidkante aufweist.

8. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass auf der dem Werkzeug (15) gegenüberliegenden Seite ein Stützlager (16) vorgesehen ist.

9. Werkzeugmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützlager (16) an einem zweiten Werkzeugrevolver (10) angeordnet ist.