DE2514918C3

DE2514918C3 - Drehmaschine zum Innenbearbeiten von hohlen, vorzugsweise konischen Drehkörpern

Info

Publication number: DE2514918C3
Application number: DE2514918A
Authority: DE
Inventors: Pierre Colombes Renoux (Frankreich)
Original assignee: CRI-DAN PARIS
Current assignee: CRI-DAN PARIS
Priority date: 1974-04-08
Filing date: 1975-04-05
Publication date: 1979-06-07
Also published as: FR2266564A1; DE2514918B2; FR2266564B1; US3937110A; DE2514918A1

Description

Die Erfindung betrifft eine ' irehmaschine zum Jnnenbearbeiten von hohlen, vorzugsweise konischen Drehkörpern, mit einem Maschinenbett, einem auf diesem geführten Längsschlitten und zwei auf dem Längsschlitten angeordneten, gemeinsam antreibbaren Querschlitten, auf denen je ein Werkzeughalter mit einem Drehmeißel befestigt ist.

Die hohlen Drehkörper können beispielsweise Kupplungsmuffen sein, die zwei entgegengesetzt konische Gewinde aufweisen, die dem Zusammenfügen von zwei Rohrstücken dienen.

Das Innendrehen solcher Drehkörper wird dabei normalerweise mittels Drehmeißeln vorgenommen, die am Ende von stangenförmigen Werkzeughaltern befestigt sind, deren Durchmesser notwendigerweise schwächer ist als der Innendurchmesser des Werkstücks und deren Länge etwas größer als die Bearbeitungstiefe ist. Daraus ergibt sich aber eine enge Begrenzung der maximal übertragbaren Schnittkraft, die im wesentlichen von der Biege- und Torsionssteifigkeit des stangenförmigen Werkzeughalters abhängt, und damit auch eine entsprechend geringe Zerspanungsleistung.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die eingangs beschriebene Drehmaschine im Hinblick auf ihre Zerspanungsleistung zu verbessern.

Gelöst ist diese Aufgabe dadurch, daß jeder Werkzeughalter mindestens eine sieh in seiner Längsrichtung erstreckende ebene Fläche aufweist, an der sich die Werkzeughalter gegenseitig abstützen.

Dadurch ist erreicht, daß sich die auf den Werkzeughaltern lastenden Biegekräfte gegenseitig aufheben Und die Werkzeughalter nur noch das Vom Zerspanungsvofgang her ebenfalls auf jedem Werkzeughalter lastende Torsionsmoment aufnehmen Und in das Maschinenge

stell übertragen müssen.

Infolge dieser Entlastung der Werkzeughalter von der Übertragung der auftretenden Biegekräfte läßt sich aber der von jeder Werkzeugschneide zerspanbare Spanquerschnitt beträchtlich vergrößern und damit auch die Zerspanungsleistung der Maschine entsprechend steigern.

Zwar ist die Tatsache des gegenseitigen Aufhebens von Biegekräften bei Bohrwerkzeugen mit d^:ametral ίο angeordneten Werkzeugschneiden, wie sie beispielsweise die DE-OS 20 65 306 oder die US-PS 18 09 019 zeigen, an siclh längst bekannt, doch handelt es sich dabei um quasi einstückige Werkzeuge, die ein beliebiges, voneinander unabhängiges Ein- oder Zustellen der beiden Drehmeißel nicht zulassen und mit denen normalerweise auch keine präzisen Segelflächen herstellbar sind.

Zweckmäßige Ausführungsarten und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Drehmaschine sind in den Ansprüchen 2 und 3 beschrieben.

Die Maßnahmen gemäß Anspruch 2 bewirken, daß insbesondere beim Kugeldrehen die Quervorschubbewegungen der Werkzeughalter im Vergleich zu den auftretenden Schnittkräften nur sehr kleine Kräfte erfordern, was seinerseits vor allem der am Werkstück erzielbaren Maß- und Formgenauigkeit zugute kommt.

Die Maßnahmen gemäß dem Anspruch 3 beziehen sich hingegen auf eine Drehmaschine, bei der jeder der Querschlitten mit einem Revolverkopf ausgerüstet ist, der mehrere Werkzeughalter trägt. Die Anpassung der erfindungsgemäßfcn Drehmaschine an diese Verhältnisse ist ein besonderes Problem. Die Drehachsen der Revolverköpfe müßten an sich mit sehr großer Präzision fluchten, was aber schwierig und kostspielig in Herstellung und Handhabung ist. Gemäß der Erfindung ist deshalb diesbezüglich eine vorteilhafte Lösung dadurch gegeben, daß man die Werkzeughalter zu den Achsen der Revolverköpfe nicht genau rechtwinklig anordnet und die Drehachsen der Revolverköpfe dann derart aus der Flucht bringt, üaß sich von den zugeordneten Werkzeughaltern immer nur die gerade in Arbeitsstellung befindlichen aneinander abstützen. Außerhalb der Arbeitsstellung sind die Werkzeughalter hingegen voneinander gespreizt bzw. entfernt, so daß sie sich gegenseitig nicht berühren, was zugleich die Reinigung der entsprechenden Abstützungsflächen erleichtert.

Nachstehend werden verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Dabei wird auf die Zeichnung Bezug genommen. In dieser zeigt

Fig. 1 schematisch die Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Drehmaschine,

Fig. 2 den Schnitt/4-ßaus Fig. I,

F i g. 3 und 4 in größerem Maßstabe die stangenförmigen Werkzeughalter in einer Seitenansicht und im Grundriß,

Fig. 5 und 6 Querschnitte von im Innern eines Werkstücks in verschiedenen Arbeitsstellungen befindlichen Werk/eughaltern.

Fig. 7 bis 9 Varianten in der Ausführung der Werkzeughalterquerschnitte,

Fig.10denSchnittC-DausFig.il,

Fig. 11 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Drehmaschine, bei der jeder der Querschlitten mit einem Revolverkopf mit mehreren Werkzeughaltern ausgerüstet ist, in der Richtung zin Fig. 10,

Fig. 12 die beiden Revolverköpfe mit ihren Werkzeughaltern, von denen sich ein Paar in Arbeitsstellung

befindet, im vergrößert dargestellten Grundriß und

F i g. 13 den Schnitt £-Faus F i g. 12.

Die schematisch in den Fig. 1 und 2 dargestellte Drehmaschine weist ein Maschinenbett 1 auf, das einen Spindelstock 2 zum Antrieb des Werkstücks 3 trägt. Dieses Werkstück ist hier ein hohler Drehkörper, hier beispielsweise eine Muffe zum Kuppeln von Rohrstükken, die zwei entgegengesetzte konische Gewinde trägt Das Werkstück 3 ist in einem Aufnahmefutter 4 eingespannt, aas auf einer von einem Motor 7 angetriebenen und in Lagern 6 des Spindelstocks 2 geführten Drehspindel 5 sitzt

Auf dem Maschinenbett 1 ist ein Längsschlitten 8 angeordnet, der sich parallel zur Achse der Drehspindel 5 entlang Gleitbahnen 9 bewegen kann und von einer motorgetriebenen Gewindespindel 10 angetrieben ist

Auf dem Längsschlitten 8 sind zwei Querschlitten 13 und 14 Engeordnet, die sich senkrecht zur Achse der Drehspindel 5 bewegen können, und zwar entlang Gleitbahnen 15, die auf dem Längsschlitten 8 vorgesehen sind. Die Bewegung der Quersch'itten 13, 14 wird erzielt mittels eines Motors 16, der eine Gewindespindel 17 antreibt, die mit dem Längsschlitten 8 über ein Axiallager 29 verbunden ist Die Gewindespindel 17 ist mit zwei steigungsgieichen Gewinden 18 und 19 versehen, von denen das eine rechts-, das andere hingegen linksgängig ist und die mit zwei entsprechenden Muttern 20 bzw. 21 zusammenarbeiten, die an den Schlitten 13 und 14 befestigt sind.

Jeder der Querschlitten <3 und 14 ist ausgerüstet mit einem stangenförmigen V erkzeughalter 22 bzw. 23. Die Werkzeughalter 22, 23 sind besonders deutlich dargestellt in den Fig. 3 und 4. Aus diesen Figuren erkennt man, daß jeder War! - eughalter 22, 23 an einem seiner Enden eine Führu 14, trägt zur Aufnahme eines Drehmeißels 24 bzw. 25, während das andere Ende mittels zweier Schraubenbolzen 26 an einem mit 27 bezeichneten Support befestigt ist, welcher seinerseits durch geeignete, nicht dargestellte Mittel an dem entsprechenden Querschlitten 13,14 befestigt ist.

Erfindungsgemäß sind die beiden Werkzeughalter 22, 23 im Querschnitt derart ausgebildet, daß sie sich in ihrer Arbeitsstellung unter der Wirku _o der von den Drehmeißeln 24 und 25 herrührenden Schnittkräfte gegenseitig abstützen. Aus F i g. 5 und 6 erkennt man, daß ihr Querschnitt eine solche Forrp hat, daß jeder von ihnen unter Zwischenschaltung von zwei ebenen Flächen 28 auf dem andern ruht. Die Flächen 28 sind dabei parallel zur Bewegungsebene des Längsschlittens 8, das heißt im vorlegenden Fall, parallel zur Horizontalebene. Die beiden Werkzeughalter 22, 23 können sich daher symmetrisch in der Querrichtung zwischen zwei bestimmten, in F i g. 5 bzw. 6 dargestellten Grenzstellungen verschieben, ohne daß ihre Flächen 28 außer Eingriff geraten. Die Stellung nach Fig. 5 entspricht dabei einem maximal erzeugbaren Durchmesser und die Stellung nach Fig.6 den minimal erzeugbaren Durchmesser.

Zweckmäßig ist der äußere Umriß der beiden Werkzeughalter 22, 23 angepaßt an die Form des Werkstückes 3 und insbesondere ist der Gesamtquer· schnitt der beiden Werkzeughalter 22, 23 in der in F i g, 6 gezeigten Stellung zylindrisch. Die Anordnung der Flächen 28 hängt vom Drehsinn /des Werkstückes 3 ab.

Die Drehmeißel 2* und 25 sind zweckmäßig an den Werkzeughaltern 22, 23 derart befestigt, daß die Schneidkanten der Drehmeißel 24, 25 in einer Durchmesserebene x-y, liegen, die in bezug auf die Bewegungsebene der Werkzeughalter 22, 23 unter einem spitzen Winkel A geneigt ist Der Winkel A wirrt dabei zweckmäßigerweise derart gewählt, daß die Schnittkräfte Fi und F₁ mit der Normalen auf die Bewegungsebene der Werkzeughalter 22, 23 einen Winkel B bilden, der ungefähr dem Reibungswinkel der beiden an den Flächen 28 aufeinander gleitenden Werkzeughalter 22,23 entspricht

Die resultierende Biegebeanspruchung auf jeden der Werkzeughalter 22,23, herrührend von den Schnittkräften, reduziert sich infolge des gegenseitigen Abstützens der Werkzeughalter 22, 23 mithin im wesentlichen auf ein Kräftepaar, da die Kräfte F) und F2 normalerweise gleich groß und entgegengesetzt gerichtet sind und als äußerlich wirksame Resultierende lediglich ihre Differenz auftritt

Hieraus folgt daß die erfindungsgemäße Drehmaschine eine beträchtliche Steigerung des pro Schnitt abgearbeitLten Werkstoffvolumens gestattet Die erfindungsgemäße Drehmaschine ermc^.icht somit eine beträchtliche Verbesserung der Zersp.^nungsleistung bei der Produktion der hier in Rede stehenden Hohlkörper.

In F i g. 7 bis 9 sind verschiedene Variationsmöglichkeiten !--izüglich der Querschnittsgestaltung der Werkzeughalter 22,23 dargestellt, wobei insbesondere F i g. 9 eine Ausführungsart zeigt, bei der die Werkzeughalter 22, 23 sich unter Zwischenschaltung nur einer einzigen ebenen Fläche 28 aneinander abstützen.

Nachstehend wird die Ausführungsart einer anderen erfindungsgemäßen Drehmaschine beschrieben, wie sie in Fig. 10 bis 13 dargestellt ist. Bei dieser Ausführungsart ist jeder der Querschlitten 13 und 14 mit einem Revolverkopf 30 bzw. 40 ausgerüstet, der vier Werkzeughalter mit den Bezugszeichen 31 bis 34 und 41 bis 44 aufweist Mit einer solchen Maschine können entsprechend der Anzahl der zur Verfügung stehenden Werkzeugpaare nacheinander entsprechend ünterschiedliche Arbeitsgänge ausgeführt werden.

Bei Verwendung der Revolverköpfe 30, 40 ist es im HiiiDlick auf eine universellere Verwendbarkeit der Drehmaschine jedoch zweckmäßig, wenn sich die zwei Querschlitten 13 und 14 auch einzeln auf dem gemeinsamen Längsschlitten 8 bewegen können, d. h. die Querschlitten 13 und 14 von zwei getrennten, aber bedarfsweise auf Synchronlauf schaltbaren Motoren 35 und 45 über entsprechend getrennte Gewindespindeln 36 bzw. 46 angetrieben werden.

Bei dieser Konstruktion ist ferner das genaue Ausrichten der Drehachsen 37 und 47 der beiden Revolverköpfe 30 und 40 ein gewisses Problem. Erfindungsgemäß ist daher vorgesehen, die beiden Dreh .ciisen 37,47 absichtlich nicht fluchten zu lassen, so daß die einander zugeordneten Werkzeughalter 31, 312, 33, 34 un^ 41, 42, *3, 44 sich nur in der Arocitsstellung aufeinander abstützen.

Wie die Fig. 12 zeigt, sind demgemäß die Drehachsen 37, 47 der beiden Revolverköpfe 30 und 40 etwas geneigt, und zwar jeweils um den Winkel C^;n bezug auf die Normale zur Achse des Werkstücks 3 bzw. den Winkel C= 90° -C, der von den Drehachsef, 37, 47 und der Rotationsachse des Werkstücks 3 eingeschlossen wird. Darüber hinaus sind die Drehachsen 37 und 47, die in zur Ebene der geradlinigen Horizontalbewegulig der Werkzeuge parallelen Ebenen liegen, gleichermaßen beiderseits der Achse des Werkstücks 3 etwas versetzt, wie dies Fig. 13 zeigt.

Man erhält so ebenfalls die gewünschte Wirkung Und außerdem noch den Vorteil, daß die Reinigung der Abstützflächen an den Werkzeughaltern 31, 32, 33, 34 Und 41,42,43,44 erleichtert wird, da diese außerhalb der Arbeitsstellung gegeneinander gespreizt sind.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Drehmaschine zum Innenbearbeiten von hohlen, vorzugsweise konischen Drehkörpern, mit einem Maschinenbett, einem auf diesem geführten Längsschlitten und zwei auf dem Längsschlitten angeordneten, gemeinsam gegenläufig antreibbaren Querschlitten, auf denen je ein Werkzeughalter mit einem Drehmeißel befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Werkzeughalter (22, 23) mindestens eine sich in seiner Längsrichtung erstreckende ebene Fläche (28) aufweist, an der sich die Werkzeughalter (22,23) gegenseitig abstützen.

2. Drehmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die an den freien Enden der Werkzeughalter (22,23) befestigten Drehmeißel (24, 25) mit ihren Schneidkanten zu der ebenen Fläche (28) jedes Werkzeughalters (22, 23) unter einem spitzen Winkel (A) angeordnet sind und die Schneidkanten sich diametral gegenüberliegen.

3. Drehmaschine nach Anspruch 1 oder 2, bei der jeder der Querschlitten mit einem Revolverkopf ausgerüstet ist, der mehrere Werkzeughalter trägt, dadurch gekennzeichnet, daß die in Ebenen parallel zur Bewegungsebene der Querschlitten liegenden Drehachsen (37,47) der Revolverköpfe (30,40) beide mit der Rotationsachse des Werkstücks (3) einen gleichen spitzen, etwas von 90" abweichenden Winkel (C) einschließen und außerdem beiderseits dieser Achse etwas versetzt angeordnet sind.