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Die Erfindung betrifft eine Drehmaschine, die eine Hauptspindel zum Drehen eines Werkstücks und eine Gegenspindel zum Drehen des Werkstücks und zum Bewegen des Werkstücks in axialer Richtung des Werkstücks aufweist. Die Hauptspindel umfasst eine Spanneinheit zum Einspannen des Werkstücks, die in einer Spannstellung des Werkstücks dreh- und ortsfest einspannt und in einer gelösten Stellung ein Zuführen und Entnehmen des Werkstücks erlaubt.
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Beim Drehen wird üblicherweise zwischen dem Kurzdrehen und dem Langdrehen unterschieden, wobei von Langdrehen gesprochen wird, wenn die Länge des Werkstücks mindestens dem 5-fachen seines Durchmessers entspricht. Beim Kurzdrehen wird das Werkstück in der Regel fest in der Spanneinheit der Hauptspindel eingespannt und durch diese angetrieben. Die Bearbeitung erfolgt mit Hilfe eines relativ zum Werkstück bewegten Werkzeuges, welches in einem Werkzeugträgersystem der Drehmaschine aufgenommen sein kann.
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Beim Drehen von langen Werkstücken werden bei bekannten Kurzdrehmaschinen Lünetten zur Abstützung des Werkstücks verwendet, da ohne diese Abstützung die Vibration des Werkstücks zu stark wäre und somit eine Bearbeitung nicht mit der ausreichenden Qualität gewährleistet werden kann. Die Lünette wird hierbei insbesondere in einem unteren Werkzeugträgersystem aufgenommen, so dass dieses nicht mehr zur Aufnahme von Werkzeugen für die Bearbeitung zur Verfügung steht und somit das Drehverfahren ineffizient wird.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Drehmaschine und ein Verfahren zum Langdrehen eines Werkstücks anzugeben, mit deren Hilfe auch Werkstücke mit einer Länge von größer als 5-mal ihrem Durchmesser ohne Verwendung einer Lünette mit einer hohen Qualität bearbeitet werden können.
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Diese Aufgabe wird durch eine Drehmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Verfahrensanspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Erfindungsgemäß ist die Spanneinheit der Hauptspindel derart ausgebildet, dass sie in einer Zwischenstellung ein Bewegen des Werkstücks in axialer Richtung zulässt und das Werkstück dennoch in radialer Richtung stützt. Somit wird während dem Langdrehen das Werkstück über die Gegenspindel angetrieben und in Richtung seiner Längsachse bewegt, wohingegen das Werkzeug, mit dem das Werkstück bearbeitet wird, ortsfest oder in einem Bereich in der Nähe der Hauptspindel verbleiben kann. Durch das Stützen des Werkstücks durch die in der Zwischenstellung eingestellte Spanneinheit der Hauptspindel hat das Werkstück an der Stelle, in dem es über das Werkzeug bearbeitet wird, nur eine sehr geringe Vibration, so dass eine Bearbeitung mit einer sehr hohen Genauigkeit möglich ist. Somit kann auf eine Lünette verzichtet werden, so dass alle Werkzeugträgersysteme für die Aufnahme von Werkzeugen und somit für die Bearbeitung zur Verfügung stehen.
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Unter dem Stützen des Werkstücks wird insbesondere verstanden, dass über die Spanneinheit ein Bewegen des Werkstücks in radialer Richtung verhindert wird, so dass ausschließlich eine Bewegung des Werkstücks in Richtung seiner Längsachse möglich ist.
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In der Zwischenstellung der Spanneinheit der Hauptspindel ist das Werkstück insbesondere von Spannbacken dieser Spanneinheit umschlossen, wobei alle Spannbacken der Spanneinheit das Werkstück vollständig kontaktieren. Im Unterschied dazu ist in der gelösten Stellung die Spanneinheit derart eingestellt, dass der über die Innenseiten der Spannbacken gebildete Radius größer ist als der des Werkstücks, so dass mindestens eine der Spannbacken das Werkstück nicht vollständig kontaktiert und das Werkstück in radialer Richtung einen Spielraum hat, der ein bequemes Zuführen und Entnehmen ermöglicht. Insbesondere ist in der Zwischenstellung die über die Spanneinheit auf das Werkstück ausgeübte Kraft wesentlich geringer als die in der Spannstellung auf das Werkstück ausgeübte Kraft.
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In einem Endenbearbeitungsmodus ist die Spanneinheit insbesondere in der Spannstellung angeordnet, wobei das Werkstück ausschließlich über die Hauptspindel gehalten ist und gedreht wird. Dieser Endenbearbeitungsmodus wird insbesondere verwendet, um zu Beginn des Drehprozesses ein in Bearbeitungsrichtung gesehen vorderes erstes Ende zu bearbeiten, welches anschließend beim Langdrehprozess in der Gegenspindel eingespannt wird. Dieser Endenbearbeitungsmodus kann auch für das Kurzdrehen von kurzen Werkstücken, also von Werkstücken mit einer Länge von kleiner als 5-mal dem Durchmesser des Werkstücks verwendet werden.
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In einem Langdrehmodus dagegen ist die Spanneinheit der Hauptspindel vorzugsweise in einer Zwischenstellung eingestellt und das Werkstück in der Gegenspindel fest eingespannt. Das Werkstück ist hierbei in der Gegenspindel insbesondere orts- und drehfest eingespannt, so dass es bei einer Bewegung der Gegenspindel diese Bewegung mit ausführt. Über die Gegenspindel wird das Werkstück insbesondere in axiale Richtungen gezogen. Dies hat den Vorteil, dass das Werkzeug nicht relativ zum Werkstück in axialer Richtung des Werkstücks bewegt werden muss und somit immer im gleichen Abstand zur Hauptspindel angeordnet sein kann, so dass während des Langdrehmodus alle Bereiche des Werkstücks unter den gleichen Bedingungen und somit mit der gleichen Qualität bearbeitet werden. Insbesondere kann somit eine Genauigkeit nach Grundtoleranzgrad IT6 erreicht werden.
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Ferner ist es vorteilhaft, wenn das Werkstück im Langdrehmodus ausschließlich über die Gegenspindel gedreht wird. Hierzu ist in der Zwischenstellung die Kraft, die von der Spanneinheit der Hauptspindel auf das Werkstück ausgeübt wird, so gering, dass kein nennenswertes Drehen des Werkstücks über sie erfolgt.
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Ferner ist es vorteilhaft, wenn auch im Langdrehmodus die Spanneinheit der Hauptspindel ebenfalls angetrieben ist, wobei die Spanneinheit der Hauptspindel und die Spanneinheit der Gegenspindel insbesondere mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit angetrieben sind. Dieses Mitdrehen der Spanneinheit der Hauptspindel mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit hat den Vorteil, dass keine Relativbewegung in Richtung des Umgangs des Werkstücks zwischen dem Werkstück und der Spanneinheit der Hauptspindel erfolgt, so dass keine Reibungskräfte auftreten und ein besonders energiesparendes, störungsfreies Drehen erfolgt.
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Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Drehmaschine mindestens ein Werkzeugträgersystem zum Aufnehmen von Werkzeugen zur Bearbeiten des Werkstücks umfasst. Es ist besonders vorteilhaft, wenn die Drehmaschine mindestens zwei Werkzeugträgersysteme umfasst, wobei ein oberes Werkzeugträgersystem zum Halten von Werkzeugen oberhalb des Werkstückes und ein unteres Werkzeugträgersystem zum Halten von Werkzeugen unterhalb des Werkstückes vorgesehen sein können.
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In dem Langdrehmodus ist das Werkzeugträgersystem insbesondere derart angeordnet, dass das in ihm aufgenommene Werkzeug, mit dem das Werkstück bearbeitet wird, in der Nähe der Hauptspindel angeordnet ist. Hierbei ist das Werkstück insbesondere ortsfest angeordnet, so dass immer der gleiche vorbestimmte Abstand zur Hauptspindel bestehen bleibt. Dies hat den Vorteil, dass durch die Nähe zwischen der Bearbeitungsstelle und der in der Zwischenstellung angeordneten Spanneinheit der Hauptspindel Vibrationen und Durchbiegungen des Werkstücks an der Bearbeitungsstelle minimiert werden. Über den Abstand zwischen dem Werkstück und der Hauptspindel kann insbesondere auch die Qualität mitbeeinflusst werden. Je geringer dieser Abstand ist, umso geringer sind die auftretenden Vibrationen.
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Der Abstand zwischen der Spanneinheit der Hauptspindel und dem Werkzeug beträgt vorzugsweise maximal das 0,5-fache des Durchmessers des Werkstücks. Insbesondere soll der Abstand zwischen der Spanneinheit der Hauptspindel und dem Werkzeug so gering wie möglich eingestellt werden. Dies trägt zur weiteren Erhöhung der Stabilität des Bearbeitungsprozesses bei. Das Werkstück ist relativ zu dem Bearbeitungsraum der Drehmaschine in Richtung der Hauptspindel angeordnet.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Spannbacken der Spanneinheit der Hauptspindel in der Zwischenstellung über mindestens ein elastisches Element gegen das Werkstück gedrückt. Bei dem elastischen Element kann es sich insbesondere um eine Feder, vorzugsweise ein Federpaket, handeln. Dieses elastische Element ist derart gewählt und angeordnet, dass es die Spannbacken mit einer solchen Kraft gegen das Werkstück drückt, dass ein Bewegen des Werkstücks in radialer Richtung nicht oder zumindest nur in einem tolerierbaren, minimalen Ausmaß möglich ist, aber dennoch das Werkstück in axialer Richtung bewegt werden kann.
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Die Federpakete der Spannbacken werden in der Zwischenstellung derart eingestellt, dass sich die Spannbacken spielfrei an das Werkstück anlegen, jedoch das Werkstück nicht kraftschlüssig klemmen.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Langdrehen eines Werkstücks, bei dem das Werkstück zunächst über eine Spanneinheit eine Hauptspindel dreh- und ortsfest in diese eingespannt wird. Zur Bearbeitung eines ersten Endes, welches aus der Hauptspindel heraus in Richtung eines Bearbeitungsraumes ragt, wird das Werkstück mit Hilfe der Hauptspindel gedreht und mit einem Werkzeug bearbeitet. Wenn die Bearbeitung dieses ersten Endes abgeschlossen ist, wird das erste Ende in eine Spanneinheit einer Gegenspindel orts- und drehfest eingespannt. Ferner wird das Spannmittel der Hauptspindel von der Spannstellung in eine Zwischenstellung verstellt, in der es das Werkstück in radialer Richtung abstützt, aber dennoch ein Bewegen in axialer Richtung zulässt. Anschließend wird das Werkstück mit Hilfe der Gegenspindel in axialer Richtung des Werkstücks bewegt und hierbei mit Hilfe mindestens eines Werkzeugs in einem an das erste Ende angrenzenden Mittelbereich bearbeitet. Das Drehen des Werkstücks erfolgt in der Zwischenstellung vorzugsweise ausschließlich über die entsprechend angetriebene Gegenspindel.
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Durch dieses Verfahren wird, wie entsprechend zuvor bereits im Zusammenhang mit der Drehmaschine beschrieben, erreicht, dass auch lange Werkstücke ohne Lünette mit einer hohen Qualität bearbeitet werden können, da die Bearbeitung in der Nähe der Hauptspindel erfolgen kann, und durch die Zwischenstellung des Spannmittels der Hauptspindel das Werkstück für eine hohe Bearbeitungsqualität ausreichend ruhig gehalten wird.
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Es ist vorteilhaft, wenn die Spanneinheit der Gegenspindel vor dem Einspannen des Werkstücks mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit wie die Spanneinheit der Hauptspindel angetrieben wird und wenn das Einspannen des Werkstücks in die Spanneinheit der Gegenspindel bei sich drehendem Werkstück erfolgt. Dies hat den Vorteil, dass das Werkstück nicht erst angehalten werden muss, und somit das Umspannen von der Hauptspindel in die Gegenspindel möglichst schnell und effizient erfolgen kann.
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Entsprechend erfolgt auch das Umstellen der Spanneinheit der Hauptspindel von der Spannstellung in die Zwischenstellung während des Betriebes der Drehmaschine, d. h. während die Drehmaschine weiterhin das Werkstück mit der Bearbeitungsgeschwindigkeit antreibt.
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Ferner ist es vorteilhaft, wenn das Werkzeug bei der Bearbeitung des Mittelbereiches in der Nähe der Hauptspindel in einem vorbestimmten Abstand zu dieser gehalten wird. Dieser Abstand ist derart gewählt, dass die auftretenden Vibrationen innerhalb eines tolerierbaren kleinen Bereiches sind, so dass, ohne weitere Abstützung, z. B. über eine Lünette, ein Drehen in einer ausreichend hohen Qualität möglich ist.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, die die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit den beigefügten Figuren näher erläutert.
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Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung von Komponenten einer Drehmaschine in einem ersten Betriebszustand;
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2 eine schematische Darstellung der Komponenten der Drehmaschine nach 1 in einem zweiten Betriebszustand;
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3 eine schematische Darstellung der Komponenten der Drehmaschine nach 1 in einem dritten Betriebszustand;
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4 eine schematische Darstellung der Komponenten der Drehmaschine nach 1 in einem vierten Betriebszustand;
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5 eine schematische Darstellung der Komponenten der Drehmaschine nach 1 in einem fünften Betriebszustand;
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6 eine schematische Darstellung einer Spanneinheit der Hauptspindel der Drehmaschine nach 1 in einer Spannstellung;
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7 eine schematische Darstellung der Spanneinheit der Hauptspindel der Drehmaschine nach 1 in einer Zwischenstellung; und
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8 eine schematische Darstellung der Spanneinheit der Hauptspindel der Drehmaschine nach 1 in einer gelösten Stellung.;
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In den 1 bis 5 ist jeweils eine schematische Darstellung von Komponenten einer Drehmaschine 10 in unterschiedlichen Betriebszuständen dargestellt, die eine Hauptspindel 12 mit einer Spanneinheit 100 umfasst. Ferner hat die Drehmaschine eine Gegenspindel 14, die ihrerseits ebenfalls eine Spanneinheit 16 umfasst. in einem Arbeitsraum der Drehmaschine 220 sind ein oberes Werkzeugträgersystem 18 und ein unteres Werkzeugträgersystem 20 angeordnet, in denen Werkzeuge zur Bearbeitung des über die Hauptspindel 12 und/oder Gegenspindel 14 angetriebenen Werkstückes 24 aufgenommen werden können.
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Die Spanneinheit 100 der Hauptspindel 12 ist derart ausgebildet, dass drei Stellungen, nämlich eine Spannstellung, eine gelöste Stellung und eine Zwischenstellung, eingestellt werden können.
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In 6 ist eine schematische Darstellung der Spanneinheit 100 gezeigt, wobei diese bei der in 6 gezeigten Darstellung in der Spannstellung eingestellt ist. 7 zeigt die Zwischenstellung und 8 die gelöste Stellung.
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Die Spanneinheit 100 umfasst ein mehrteiliges ortsfestes Gehäuse 102, ein innerhalb des Gehäuses 102 angeordneten und relativ zum Gehäuse 102 beweglichen Futterkörper 104 sowie einen ebenfalls relativ zum Gehäuse 102 bewegbaren Bajonettzugrohradapter 106, an dem ein Zugrohr 108 befestigt ist.
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Die Spanneinheit 100 weist einen Aufnahmebereich 110 auf, in dem das Werkstück 24 zumindest teilweise aufgenommen werden kann. Über mehrere, vorzugsweise drei, Spannbacken, von denen in den 6 bis 8 nur eine sichtbar ist und die mit dem Bezugszeichen 112 bezeichnet ist, kann ein in dem Aufnahmebereich 110 aufgenommenes Werkstück 24 festgespannt werden, wenn die Spanneinheit 100 in der Spannstellung (6) eingestellt ist. Bei einer alternativen Ausführungsform der Erfindung können auch mehr oder weniger als drei Spannbacken 112 vorgesehen sein.
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Die Spannbacke 112 weist eine konisch abgeschrägte Fläche 114 auf, die mit einer komplementär ausgebildeten Fläche eines konischen Außenkörpers 116 in Kontakt steht. Der konische Außenkörper 116 wiederum ist über ein als Federpaket ausgebildetes elastisches Element 118 in axialer Richtung bewegbar an dem Futterkörper 104 und/oder dem Gehäuse 102 befestigt.
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Bei der in 7 gezeigten Zwischenstellung ist zwischen dem Futterkörper 104 und dem Gehäuse 102 in axialer Richtung ein erstes Spiel 51 sowie zwischen dem Futterkörper 104 und dem konischen Außenkörper 116 ein zweites Spiel S2 ausgebildet. Der Futterkörper 104 weist eine erste Aussparung 120 auf, in die ein Vorsprung 122 des Bajonett-Zugrohradapters 106 hineingreift. Bei dieser Mittelstellung ist der Vorsprung 122 derart angeordnet, dass in axialer Richtung gesehen beidseitig ein Spiel zwischen dem Vorsprung 122 und den Wandungen der Aussparung 120 ausgebildet ist.
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Ferner weist der Futterkörper 104 eine zweite Aussparung 124 auf, in die ein Vorsprung 126 der Spannbacke 112 hineinragt. Umgekehrt hat auch die Spannbacke 112 eine Aussparung 128, in die ein Vorsprung 130 des Futterkörpers 104 eingreift.
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Wird an dem Zugrohr 108 in Richtung des Pfeiles P1 gezogen, so wird auch der Bajonett-Zugrohradapter 106 in Richtung des Pfeiles P1 bewegt. Nachdem der Bajonett-Zugrohradapter 106 so weit in Richtung des Pfeiles P1 bewegt wurde, dass der Freiraum 132 zwischen seinem Vorsprung 122 und der Aussparung 120 des Futterkörpers 104 geschlossen wurde, wird der Futterkörper 104 über den nun hergestellten Kontakt ebenfalls in Richtung des Pfeiles P1 bewegt. Über den Kontakt zwischen dem Vorsprung 130 des Futterkörpers 104 und der Aussparung 128 der Spannbacke 112 wird diese ebenfalls in Richtung des Pfeiles P1 gezogen, so dass über den Kontakt zwischen der konischen Fläche 114 und der entsprechend komplementären konischen Fläche des konischen Außenkörpers 116 die über die Spannbacke 112 in radialer Richtung auf das aufgenommene Werkstück 24 ausgeübte Kraft erhöht wird. Hierdurch wird, so bald wie das Zugrohr 108 in Richtung des Pfeiles P1 bewegt ist, eine so große Kraft auf das Werkstück 24 ausgeübt, dass dieses in der Spannstellung, wie in 6 gezeigt, orts- und drehfest in der Spanneinheit 100 eingespannt ist.
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Wird das Zugrohr 108 dagegen, ausgehend von der Zwischenstellung, entgegen des Pfeiles P1 in Richtung des Pfeiles P2 bewegt, so drückt die Kante des Vorsprungs 122, nachdem der Freiraum 134 zwischen dem Vorsprung 122 und der in Richtung des Pfeiles P2 gesehen vorgesehenen vorderen Kante der Aussparung 120 geschlossen wurde, gegen diese Kante des Futterkörpers 104 und bewegt diesen somit ebenfalls in Richtung des Pfeiles P2. Über den Kontakt zwischen dem Futterkörper 104 und der Spannbacke 112 wird diese ebenfalls in Richtung des Pfeiles P2 bewegt und somit aus dem konusförmigen Außenkörper 116 hinausbewegt. In diesem in 8 gezeigten geöffneten Zustand, in dem ein Zuführen und Entnehmen des Werkstückes 24 erfolgt, wird hierüber die Spanneinheit 100 um ca. 0,5 mm geöffnet, d. h., dass zwischen den Spannbacken 112 und dem Werkstück 24 ein Spiel von etwa 0,5 mm besteht, so dass dieses bequem und kraftlos zugeführt oder entnommen werden kann,.
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In der in 7 gezeigten Zwischenstellung dagegen wird die Andruckkraft, mit der die Spannbacken 112 gegen das Werkstück 24 drücken, ausschließlich über das Federpaket 118 bestimmt, indem entsprechend seiner Einstellung eine Kraft von dem konusförmigen Außenkörper 116 auf die Spannbacken 112 übertragen wird. Die Kraft, die in der Zwischenstellung von den Spannbacken 112 auf das Werkstück 24 ausgeübt wird, ist hierbei so groß, dass auf der einen Seite kein Spiel zwischen den Spannbacken 112 und dem Werkstück 24 besteht und dieses somit stabil in einer vorbestimmten Lage gehalten wird, aber auf der anderen Seite das Werkstück 24 in axialer Richtung, also in Richtung des Pfeiles P1 oder P2, bewegt werden kann. Somit unterscheidet sich die Zwischenstellung von der Spannstellung dadurch, dass das Werkstück in der Zwischenstellung nicht dreh- und ortsfest eingespannt ist. Von der gelösten Stellung unterscheidet sich die Zwischenstellung dadurch, dass in der gelösten Stellung ein Spiel zwischen den Spannbacken 112 und dem Werkstück 24 vorhanden ist, und dieses somit nicht fest und vibrationssicher in einer vorbestimmten Lage gehalten ist.
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In der Zwischenstellung wird weder ein Zug noch ein Druck, also weder eine Bewegung in Richtung des Pfeiles P1 noch in Richtung des Pfeiles P2, auf das Zugrohr 108 ausgeübt, so dass dieses zuglos ist und die Spannbacken 112 weder offen noch geschlossen sind. In dieser Zwischenstellung wird über das Federpaket 116 eine definierte Position zwischen dem konusförmigen Außenkörper 116 und den Spannbacken 112 eingestellt, in der so viel Druck von den Spannbacken 112 auf das Werkstück 24 ausgeübt wird, dass das Werkstück 24 noch nicht gespannt ist und bei der Bearbeitung spielfrei in axialer Richtung durch die Spannbacken 112 hindurch bewegt werden kann.
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Mit Hilfe dieser Spanneinheit 100 kann, wie im Folgenden in Zusammenhang mit den 1 bis 5 beschrieben, auf einfache Weise ein Langdrehen durchgeführt werden, ohne dass hierfür eine Abstützung des Werkstücks 24 mit Hilfe einer Lünette oder ähnlichen Vorrichtungen nötig ist. Unter einem Langdrehen wird insbesondere verstanden, dass ein Werkstück 24 bearbeitet wird, dessen Länge größer als dem 5-fachen seines Durchmessers ist.
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Zu Beginn der Bearbeitung des Werkstücks 24 wird dieses, wie in 1 gezeigt, ausschließlich von der Spanneinheit 100 der Hauptspindel 24 gehalten, die in der Spannstellung angeordnet ist, so dass das Werkstück 24, das eine vorbestimmte Länge mit einem ersten Ende aus der Spanneinheit 100 heraus und in den Bearbeitungsraum 22 ragt, orts- und drehfest angeordnet ist. Anschließend wird das Werkstück 24 über die Hauptspindel 12 angetrieben, wobei in den Werkzeugträgersystemen 18, 20 angeordnete Werkzeuge in axialer Richtung an dem ersten Endbereich des Werkstücks 24 vorbeibewegt werden, wodurch dieser bearbeitet wird.
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Nachdem das erste Ende des Werkstücks 24 bearbeitet wurde, wird die Gegenspindel 14 in axialer Richtung des Werkstückes 24 gesehen in den Arbeitsraum 22 gefahren (2) und das erste Ende des Werkstücks 24 in der Spanneinheit 16 der Gegenspindel 14 aufgenommen, die anschließend geschlossen wird, so dass das Werkstück fest in der Spanneinheit 16 der Gegenspindel 14 eingespannt ist. Hierbei wird die Gegenspindel 14 insbesondere bevor das Einspannen erfolgt, bereits mit der Bearbeitungsgeschwindigkeit angetrieben, so dass das Einspannen während der vollen Drehgeschwindigkeit des Werkstücks 24 erfolgen kann.
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Nachdem das Werkstück 24 in der Spanneinheit 16 der Gegenspindel 14 eingespannt wurde, wird die Spanneinheit 100 der Hauptspindel 12 von der Spannstellung in die Zwischenstellung verstellt, so dass das Werkstück 24 in radialer Richtung gesehen noch von der Spanneinheit 100 gestützt wird und somit spielfrei geführt wird, jedoch ein Bewegen des Werkstücks 24 in axialer Richtung des Werkstücks 24 möglich ist.
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Bei einer alternativen Ausführungsform kann das Schließen der Spanneinheit 16 der Gegenspindel 14 und das Verstellen der Spanneinheit 100 der Hauptspindel 12 auch zeitgleich erfolgen.
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Anschließend wird im eigentlichen Langdrehprozess (3) das Werkzeugträgersystem 18, 20 in dem bzw. in den Werkzeugen, mit denen das Werkstück 24 bearbeitet werden soll, aufgenommen sind, in der Nähe der Spanneinheit 100 der Hauptspindel 12 angeordnet. Anschließend wird die Gegenspindel 14 in Richtung des Pfeiles P2 bewegt, so dass auch das fest eingespannte Werkstück 24 in diese Richtung bewegt und hierbei an dem Werkzeug vorbeigeführt wird. Hierdurch erfolgt die Bearbeitung des Werkstücks 24 in einem Mittelbereich, d. h. den gesamten Bereich mit Aufnahme der beiden Enden, ohne dass hierbei die Werkzeuge in axialer Richtung bewegt werden müssen. Durch das Anordnen der Werkzeuge in der Nähe der Spanneinheit 100 der Hauptspindel 12 wird erreicht, dass an den Ort, an dem die Bearbeitung erfolgt, keine bzw. nur eine sehr minimale Vibration des Werkstücks 24 stattfindet, da dieses spielfrei durch die Zwischenstellung der Spanneinheit 100 in dieser gelagert ist. Somit kann auch bei sehr langen Werkstücken 24 eine sehr genaue Bearbeitung erfolgen.
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Nachdem der gesamte Mittelbereich bearbeitet wurde, wird die Spanneinheit 100 der Hauptspindel 12 von der Zwischenstellung in die Spannstellung und die Spanneinheit 16 der Gegenspindel 14 geöffnet, so dass das Werkstück nur noch von der Hauptspindel 12 gehalten ist. Die Gegenspindel 14 wird in Richtung der Hauptspindel 12 verfahren, bis nur noch das unbearbeitete zweite Ende des Werkstücks 24 zwischen den Spindeln 12, 19 angeordnet ist (4). Anschließend wird die Spanneinheit 16 der Gegenspindel 14 geschlossen und die Spanneinheit 100 der Hauptspindel 12 in die gelöste Stellung verstellt, bevor die Gegenspindel 14 wieder zusammen mit dem Werkstück 24 zurückgefahren wird.
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Analog zum ersten Ende erfolgt die Bearbeitung dieses zweiten Endes, wie in 5 gezeigt, dadurch, dass die Werkzeuge mit Hilfe der Werkzeugträgersysteme 18, 20 relativ zu dem nun ortsfest angeordneten zweiten Ende bewegt wird.
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Mit dem zuvor beschriebenen Verfahren können somit auch Werkstücke 24 mit einer im Vergleich zum Durchmesser großen Länge mit hoher Genauigkeit ohne Abstützung bearbeitet werden. Dies hat den Vorteil, dass das untere Werkzeugträgersystem 20 nicht zum Aufnehmen einer Lünette benutzt werden muss und somit für die Bearbeitung zur Verfügung steht.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Drehmaschine
- 12
- Hauptspindel
- 14
- Gegenspindel
- 16, 100
- Spanneinheit
- 18, 20
- Werkzeugträgersystem
- 22
- Arbeitsraum
- 24
- Werkstück
- 102
- Gehäuse
- 104
- Futterkörper
- 106
- Bajonett-Zugrohradapter
- 108
- Zugrohr
- 110
- Aufnahmebereich
- 112
- Spannbacke
- 114
- Schräge
- 116
- Konischer Außenkörper
- 118
- Federpaket
- 120
- Aussparung
- 122
- Vorsprung
- 124
- Aussparung
- 126
- Vorsprung
- 128
- Aussparung
- 130
- Vorsprung
- 132, 134
- Freiraum
- P1, P2
- Richtung
- S1, S2
- Spiel
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2008/124856 A1 [0004]
- DE 102011082839 A1 [0004]
- EP 0416552 B1 [0004]