DE2523751A1 - Mehrspindelwerkzeugmaschine - Google Patents

Description

CH 13 P 18

Allmelder: CHARLES CHURCHILL LLMITED
P.O.Box 39

Pletchamstead Highway
Coventry Warwickshire
England

MehrSpindelwerkzeugmaschine

Die Erfindung bezieht sich auf eine Werkzeugmaschine mit mehreren und insbesondere vier Verstellachsen und insbesondere auf eine solche üniversaldrehmaschine mit oder ohne numerische Programmsteuerung.

Solche Maschinen sind üblicherweise mit zwei Schaltdrehköpfen für die Werkzeuge und einem mit diesen zusammenwirkenden

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Spannfutter zur Halterung des Werkstückes ausgerüstet. Bei einer solchen bekannten Maschine ist die Drehachse von zumindest einem der Schaltköpfe senkrecht zur Maschinenlängsachse gerichtet. Bei einer solchen Anordnung besteht die große Gefahr der Kollision zwischen den Werkzeugen der beiden Drehköpfe, weil diese sich aufeinander zu bewegen. Durch eine solche Kollision werden in erheblichem Maße Kosten verursacht, und zwar einmal durch den Produktionsausfall und die Zerstörung teuerer Maschinenteile und zum anderen durch deren Reparatur oder gar Ersatz.

Gegenwärtig werden solche Kollisionen durch frühzeitiges Anhalten des Arbeitsvorganges von Hand und gegebenenfalls unter Zuhilfenahme von Modellen sowohl des Werkzeuges als auch des Werkstückes zu verhindern versucht. Ist die Maschine mit einer numerischen Programmsteuerung'versehen, kann zwar ein entsprechendes Programm erstellt werden, aber ein solches Programm wird dann im Regelfall sehr komplex, weil zahlreiche Positionen für .die verschiedenen Werkzeuge berücksichtigt werden müssen, und zwar zusätzlich zu den ohnehin notwendigen Maschinenoperationen. Beides erfordert einen erheblichen Zeitaufwand, ist unproduktiv und deshalb in erheblichem Maße Kosten verursachend.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Werkzeugmaschine mit mehreren, insbesondere vier Verstellachsen, bei

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der diese Nachteile vermieden sind und deren Aufbau das Einhalten bestimmter Anfahrmaße erleichtert.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung eine Drehmaschine mit einem drehbaren Spannfutter zur Halterung des zu" bearbeitenden Werkstückes und zwei einander entsprechenden, aber unabhängig voneinander arbeitenden Drehköpfen vor, die um parallel zu der Drehachse des Spannfutters gerichtete Achsen drehbar sind, wobei jeder Drehkopf entlang einer ebenfalls hierzu parallelen Gleitführung und entlang einer hierzu senkrechten Gleitführung bewegbar ist; Werkzeuge zur Innenbearbeitung des Werkstückes erstrecken sich von der Stirnseite des jeweiligen Drehkopfes aus parallel zur Drehachse des Spannfutters, Werkzeuge zur Außenbearbeitung des Werkstückes erstrecken sich radial bezüglich der Drehachse des jeweiligen Drehkopfes. Beim Betrieb einer Maschine nach der Erfindung und wenn gleichzeitig eine Innen- und eine Außenbearbeitung eines Werkstückes erfolgen soll, ist es lediglich erforderlich, dafür zu sorgen, daß der Innendurchmesser des zu bearbeitenden Werkstückes kleiner ist als der gleichzeitig zu bearbeitende Außendurchmesser, und da diese Bedingung bei nahezu allen üblichen Maschinenoperationen ohnehin vorliegt, ist die Notwendigkeit eines umfangreichen Einhaltens von Anfahrmaßen tatsächlich ausgeschaltet.

Darüberhinaus kann eine Maschinenausgestaltung gemäß der Erfindung, bei der die Werkzeugausrüstung für die Innenbearbei-

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tung parallel zur Maschinenlängsachse verläuft, kompakt sein, wobei die Drehköpfe näher beieinander als bei bekannten Maschinen angeordnet sein können. Da die Werkzeuge für die Innenbearbeitung, beispielsweise Bohrstangen, nicht radial bezüglich der Maschinenlängsachse, sondern parallel hierzu angeordnet sind, ist es darüberhinaus möglich, gleichzeitig mit Bohr- und Drehwerkzeugen ein Werkstück auf der gleichen Seite innen und außen zu bearbeiten. Das ist von besonderem Vorteil, weil man einen besser ausgeglichenen Schnitt erhält und darüberhinaus die Schnittkräfte, die auf den Werkzeugen sich abstützen, die Drehköpfe auf ihren jeweiligen Gleitführungen verkeilen, was eine stabile, gut ausbalancierte Maschine ergibt.

Vorzugsweise sollen alle Werkzeuge für die äußere Werkstückbearbeitung einem Drehkopf, die Werkzeuge für die innere Werkstückbearbeitung dem anderen Drehkopf zugeordnet sein. Es kann jedoch auch ein Drehkopf oder es können beide Drehkopfe Werkzeuge sowohl für die Innen- als auch für die Außenbearbeitung tragen.

Weiterhin sollen vorzugsweise die Drehachsen der Drehköpfe ober- und unterhalb der Drehachse des Spannfutters angeordnet sein, wobei das arbeitende Werkzeug beider Drehköpfe über den Achsen angeordnet ist.

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Eine Drehmaschine gemäß der Erfindung ist als Beispiel für die Erfindung anhand der Zeichnung nachfolgend im Einzelnen beschrieben. In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 in perspektivischer Darstellung einen Teil der Maschine,

Fig. 2 die Vorderansicht der Maschine, wobei die Werkzeuge weggelassen sind,

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III - III in Fig.2,

Fig. 4 eine Vorderansicht der Maschine mit den Drehköpfen in größerer Darstellung und

Fig. 5 eine Ansicht der Maschine in Richtung des Pfeiles P in Fig.4.

Die Maschine weist ein Maschinenbett 11 auf, auf dem der Reitstock 12 montiert ist. Der Reitstock 12 weist die Hauptantriebsspindel auf (nicht gezeichnet), die das Spannfutter trägt. Das Spannfutter 13 trägt das zu bearbeitende Werkstück (Fig.4) und dreht sich in der durch den Pfeil S (Fig.1) gekennzeichneten Bearbeitungsrichtung im Uhrzeigersinn, um die Maschinenhauptachse A bei einer Ansicht auf die Stirnseite des Spannfutters 13.

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Auf der Vorderseite 14 des Maschinentellers 11 sind zwei Paar-Gleitführungen aus gehärtetem Stahl angeordnet, die sich beide in Richtung der Z-Achsen erstrecken. Das eine Gleitführungspaar 15 ist oberhalb der Maschinenachse A, das andere Gleitführungspaar 16 ist unterhalb dieser Achse A angeordnet. Ein oberer Schlitten 17 ist auf der Gleitführung 15 angeordnet und kann in den beiden entgegengesetzten Richtungen seiner Z-Achse mit einem von einem Motor 18A angetriebenen Spindeltrieb 18 angetrieben werden. Ein unterer Schlitten 19 ist in den beiden entgegengesetzten Richtungen seiner Z-Achse mit einem von einem Motor 20A angetriebenen Spindeltrieb auf der Gleitführung 16 verstellbar. Jeder der beiden Schlitten 17 und 19 ist mit einem Gleitführungspaar 21 und 22 versehen, die den Gleitführungen 15, 16 entsprechen, aber senkrecht zu diesen, d.h. vertikal, angeordnet sind. Die Gleitführung 21 trägt einen oberen Werkzeugschlitten 23, während die Gleitführung 22 einen unteren Werkzeugschlitten trägt. Jeder der Werkzeugschlitten 23, 24 ist mit einem Drehkopf 25 bzw. 26 ausgerüstet, von denen jeder um eine Achse einstellbar ist, die parallel zur Maschinenhauptachse verläuft, die ihrerseits coaxial zur Werkstücklängsachse ist. Die Werkzeugschlitten 23, 24 sind mit von Motoren 23B, 24B angetriebenen Spindeltrieben 23A, 24A in einer vertikalen Ebene in Richtung des Pfeiles X verstellbar.

Der obere Drehkopf 25 ist mit Werkzeugen für die Außenbearbeitung ausgerüstet, insbesondere einem Grobdrehstahl 27,

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einem Feindrehstahl 28, einem Ausdrehstahl 29, einem Gewindeschneidstahl 30 für Außengewinde und einem Plandrehstahl 31, die alle bezüglich der Drehachse dieses Drehkopfes radial ausgerichtet sind. Der untere Drehkopf 26 ist mit Werkzeugen für die Innenbearbeitung ausgerüstet, von denen typische Werkzeuge ein Bohrer 32, ein Zentrumsbohrer 33, ein Gewindebohrer 34 für Innengewinde und ein Bohrwerkzeug 38 sind. Der Halterung dieser Werkzeuge' und entsprechender anderer Werkzeuge an dem Drehkopf 26 dienen Halterungen 35, 36, 37. Alle Werkzeuge des unteren Drehkopfes 26 erstrecken sich parallel zur Maschinenhauptachse A. Es zeigt sich,, daß kein Werkzeug jedes Drehkopfes in Richtung auf den jeweils anderen Drehkopf über diesen hinaus verschoben wird, wenn das Werkzeug zur Bearbeitung eines in dem Drehfutter eingespannten Werkstückes benutzt wird oder hierzu bereitgestellt ist. Vorzugsweise sind die Werkzeuge beider Drehköpfe in ihrer Bearbeitungsposition über der Maschinenhauptachse. Bei dieser Anordnung, die eine Innenbearbeitung des Werkstückes oberhalb des Zentrums erlaubt, fallen die bei der Bearbeitung anfallenden Späne vom Werkzeug weg, und es wird auf diese Weise eine Spananhäufung im Arbeitsbereich vermieden.

Außerdem ist es möglich, beiden Drehköpfen sowohl Werkzeuge für die Innenbearbeitung, als auch Werkzeuge für die Außenbearbeitung zuzuordnen. Dies kann beispielsweise zweckmäßig sein, wenn Außenbearbeitungen an entgegengesetzten Seiten eines Werkstückes mit Werkzeugen beider Drehköpfe gleichzeitig durchge-

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-8-führt werden sollen.

Da die Schaltdrehköpfe 25, 26 gleichzeitig aber unabhängig voneinander entlang den Achsen X und Z arbeiten können, ist eine üniversaldrehmaschine mit vier Verstellachsen vorgeschlagen, die mit größerer Effizienz und geringeren Rüstzeiten arbeitet, wenn sie in Verbindung mit einer numerischen Programmsteuerung arbeitet.

In der Zeichnung ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dargestellt und oben beschrieben. Abwandlungen dieser Lösung sind jedoch möglich. So muß beispielsweise die Stirnseite 14 nicht in einer vertikalen Ebene liegen. Auch müssen die Gleitführungen 15 und 16 nicht in der gleichen Ebene liegen und die Stirnfläche kann ihre Richtung zwischen den beiden Gleitführungen ändern.

Ferner kann die Maschine so ausgerüstet sein, daß das Spannfutter 13 sich zur rechten Hand einer Bedienungsperson befindet und die beiden Schaltdrehköpfe 25, 26 zu deren linker Hand. Bei dieser Anordnung wäre dann die Drehrichtung des Spannfutters um die Hauptachse A beim Blick auf die Stirnseite des Spannfutters im Gegenuhrzeigersinn.

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Claims (5)

Patentansprüche

1.iMehrSpindelwerkzeugmaschine mit einem drehbaren Spannfutter zur Aufnahme des zu bearbeitenden Werkstückes und zwei gleichzeitig aber unabhängig voneinander zu betätigenden Drehköpfen zur Aufnahme der Werkzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß beide Drehköpfe (25,26) um Achsen einstellbar sind, die zur Drehachse (A) des Spannfutters (13) parallel verlaufen und verstellbar sind entlang von Gleitführungen (15,16), die parallel zu diesen Achsen verlaufen und entlang weiteren Gleitführungen (21,22) senkrecht hierzu, wobei Werkzeuge (30-34) zur Innenbearbeitung des Werkstückes parallel zu den Achsen und Werkzeuge (27-31) zur Außenbearbeitung des Werkstückes radial zur jeweiligen Achse angeordnet sind.

2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse, um die die Drehköpfe (25,26) einstellbar sind, oberhalb und unterhalb der Drehachse (A) des Spannfutters (13) angeordnet sind.

3. Werkzeugmaschine nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeuge (27-31) zur Außenbearbeitung des Werkstückes dem Drehkopf (25) zugeordnet sind, dessen Achse oberhalb der Drehachse (A) des Spannfutters (13) liegt, die Werkzeuge (30-34) für die Innenbearbeitung dem anderen Drehkopf (26).

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4. Werkzeugmaschine nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch ger kennzeichnet, daß zumindest einem der Drehköpfe Werkzeuge für die Außenbearbeitung und Werkzeuge für" die Innenbearbeitung des Werkstückes zugeordnet sind.

5. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die arbeitenden Werkzeuge beider Drehköpfe (25,26) oberhalb der Drehachsen liegen.

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