DE19739512A1

DE19739512A1 - Turning and milling machining

Info

Publication number: DE19739512A1
Application number: DE1997139512
Authority: DE
Inventors: Werner Fischer; Werner Kutschka; Robert Merk
Original assignee: Maschinenfabrik Berthold Hermle AG
Current assignee: Maschinenfabrik Berthold Hermle AG
Priority date: 1997-09-09
Filing date: 1997-09-09
Publication date: 1999-03-11

Abstract

The machine has at least one machining tool (6) which is suitable for turning. The clamping fixture (4) is mounted to rotate with regard to the machining tool and the corresponding rotational axis is perpendicular to the tool's plane of action. The clamping fixture is movable in at least two relatively perpendicular directions with regard to the stationary base. The milling tool is similarly movable relative to the base. The machine may have at least one additional cutting tool.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Fräsbearbeitung nach dem Oberbegriff des ersten Anspruches. Gattungsgemäße Vorrichtungen werden zur spanenden Bearbeitung insbesondere bei der Herstellung metallischer Werkstücke eingesetzt.The present invention relates to a device for milling after Preamble of the first claim. Generic devices are used for machining especially in the production of metallic workpieces used.

Zur Bearbeitung wird ein Werkstück in eine Spannvorrichtung eingespannt. Ein rotierendes Bearbeitungswerkzeug, der Fräser, trägt durch Zerspanen Material am Werkstück ab. Die eigentliche Formgestaltung erfolgt durch eine translatorische Relativbewegung zwischen Bearbeitungswerkzeug und Werkstück. Zur Ausführung dieser Relativbewegung ist die Spannvorrichtung auf einem Schlitten gelagert. Dieser Schlitten bewegt das Werkstück gewöhnlich in zwei oder drei senkrecht zueinander stehende Richtungen relativ zum Bearbeitungswerkzeug. Es ist jedoch auch möglich, die Spannvorrichtung statisch zu belassen und statt dessen die Werkzeugspindel beweglich zu lagern.A workpiece is clamped in a clamping device for machining. A rotating machining tool, the milling cutter, carries material by machining Workpiece. The actual design is done by a translational Relative movement between processing tool and workpiece. For execution this relative movement, the clamping device is mounted on a slide. This Slides usually move the workpiece in two or three perpendicular to each other standing directions relative to the machining tool. However, it is also possible that To leave the clamping device static and instead of moving the tool spindle to store.

Gattungsgemäße Vorrichtungen sind in der erreichbaren Oberflächenqualität eingeschränkt. Auch lassen sich nicht alle Formen gleich effizient herstellen. Es ist deshalb notwendig, gefräste Bauteile teilweise nachzubearbeiten oder mit anderen Bearbeitungsverfahren zu kombinieren. Dazu muß das Werkstück transportiert und mehrfach eingespannt werden. Dadurch ergeben sich Fehlerquellen und erhöhte Produktionskosten.Generic devices are in the achievable surface quality limited. Not all shapes can be produced equally efficiently. It is therefore necessary to partially rework milled components or with others Combine machining processes. To do this, the workpiece must be transported and be clamped several times. This results in sources of error and increased Production costs.

Es besteht daher die Aufgabe, eine Fräsvorrichtung so weiterzubilden, daß eine verbesserte Bearbeitungsqualität erreicht werden kann.There is therefore the task of developing a milling device so that a improved processing quality can be achieved.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen entnehmbar.This object is achieved with the features of claim 1. Beneficial Refinements can be found in the subclaims.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Beispielen unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen im Detail beschrieben. In den Zeichnungen ist dargestellt:The invention will now be described by way of example with reference to the accompanying drawings described in detail. The drawings show:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung von oben; Figure 1 shows an inventive device from above.

Fig. 2 das Ausführungsbeispiel von Fig. 1 von vorne; Fig. 2 shows the embodiment of Figure 1 from the front.

Fig. 3 das Ausführungsbeispiel von Fig. 1 in der Perspektive von Fig. 2 von rechts; Fig. 3 shows the embodiment of Fig. 1 in the perspective of Fig. 2 from the right;

Fig. 4 das Ausführungsbeispiel von Fig. 1 in der Perspektive von Fig. 2 von links; Fig. 4 shows the embodiment of Fig. 1 in the perspective of Fig. 2 from the left;

Fig. 5 eine Variante einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem Werkzeug-Grundschlitten und auswechselbaren Dreh- und Fräsaggregaten in der Draufsicht; Figure 5 is a variant of a device according to the invention with a basic tool carriage and replaceable turning and milling units in the plan view.

Fig. 6 das Ausführungsbeispiel von Fig. 5 von vorne mit dem Drehaggregat in Arbeitsposition und dem Fräsaggregat in Ruheposition; Fig. 6 shows the embodiment of Figure 5 from the front to the rotary unit in the working position and the cutter unit in the rest position.

Fig. 7 das Ausführungsbeispiel von Fig. 5 von vorne rechts; Fig. 7 shows the embodiment of Fig. 5 from the front right;

Fig. 8 das Ausführungsbeispiel von Fig. 5 von vorne mit dem Drehaggregat in Ablageposition und dem Fräsaggregat in Arbeitsposition; und Fig. 8 shows the embodiment of Figure 5 from the front to the rotary unit in the storage position and the cutter unit in the working position. and

Fig. 9 das Ausführungsbeispiel von Fig. 5 von links vorne mit dem Drehaggregat in Ablageposition. Fig. 9 shows the embodiment of Fig. 5 from the left front with the rotating assembly in the storage position.

In der vorliegenden Ausführungsform besitzt die Fräsvorrichtung ein statisches Fundament 10. Auf diesem Fundament 10 ist ein Werkzeugschlitten 11 in X-Richtung verschieblich gelagert. An diesem Werkzeugschlitten 11 ist eine Werkzeugspindel 12 montiert. Diese Werkzeugspindel 12 trägt das Fräswerkzeug 1. Die Werkzeugspindel 12 ist gegenüber dem Werkzeugschlitten 11 in Z-Richtung nach oben und unten verschieblich. Unterhalb des Werkzeuges 1 ist ein Werkstückschlitten 2 montiert, der in X- und Y-Richtung in einer Ebene parallel zum Boden verschieblich ist. In der vorliegenden Ausführung könnte auf eine Verschieblichkeit des Schlittens in X-Richtung auch verzichtet werden. Sie dient lediglich dem beschleunigten Vorschub und der Unabhängigkeit der einzelnen Arbeitsaggregate.In the present embodiment, the milling device has a static foundation 10 . On this foundation 10 , a tool slide 11 is slidably mounted in the X direction. A tool spindle 12 is mounted on this tool slide 11 . This tool spindle 12 carries the milling tool 1 . The tool spindle 12 can be moved up and down relative to the tool slide 11 in the Z direction. A workpiece slide 2 is mounted below the tool 1 and can be moved in the X and Y directions in a plane parallel to the floor. In the present embodiment, the slidability of the slide in the X direction could also be dispensed with. It only serves the accelerated feed and the independence of the individual work units.

Der Werkstückschlitten 2 trägt eine Dreheinheit 3. In dieser Dreheinheit 3 ist eine Spannvorrichtung 4 vorgesehen, in die ein Werkstück 5 eingespannt wird.The workpiece carriage 2 carries a rotating unit 3 . In this rotary unit 3 , a clamping device 4 is provided, in which a workpiece 5 is clamped.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein zusätzliches zweites Bearbeitungswerkzeug 6 zur Drehbearbeitung vorgesehen. Im vorliegenden Fall handelt es sich um einen Werkzeugrevolver mit Wechselaggregat zum Austauschen der Drehmeißel. Dieses Drehwerkzeug 6 ist auf einer eigenen Drehspindel 7 montiert. Diese Drehspindel 7 ist gegenüber dem Werkstückschlitten 2 verschieblich auf dem Fundament 10 gelagert. Sie könnte jedoch auch fest montiert sein.In the present exemplary embodiment, an additional second machining tool 6 is provided for turning machining. In the present case, it is a tool turret with a change unit for exchanging the turning tool. This turning tool 6 is mounted on its own rotating spindle 7 . This rotating spindle 7 is slidably mounted on the foundation 10 relative to the workpiece carriage 2 . However, it could also be fixed.

Zur Bearbeitung eines Werkstückes wird das Werkstück 5 in die Spannvorrichtung 4 eingespannt. Zur fräsenden Bearbeitung wird die Dreheinheit 3 festgeklemmt, so daß sich das Werkstück nicht drehen kann. Durch Relativbewegung des Werkstückschlittens 2 zur Werkzeugspindel 12 werden die zu bearbeitenden Zonen des Werkstückes 5 dem Bearbeitungswerkzeug 1 präsentiert. Dieses trägt durch rotierende Bewegungen Material ab. Einem neben dem Werkzeugschlitten 11 positionierten Werkzeugmagazin können die zum Fräsen benötigen unterschiedlichen Werkzeuge entnommen werden.To machine a workpiece, the workpiece 5 is clamped in the clamping device 4 . The rotary unit 3 is clamped for milling, so that the workpiece cannot rotate. By moving the workpiece carriage 2 relative to the tool spindle 12 , the zones of the workpiece 5 to be machined are presented to the machining tool 1 . This removes material through rotating movements. The different tools required for milling can be removed from a tool magazine positioned next to the tool slide 11 .

Zur drehenden Bearbeitung des Werkstückes 5 wird die Dreheinheit 3 in Rotation versetzt. Die Materialabnahme erfolgt nun durch die Vorbeirotation des Werkstückes 5 an einem Bearbeitungswerkzeug. Hierzu könnte das Bearbeitungswerkzeug 1 benutzt werden. In der vorliegenden Ausführungsform ist hierzu jedoch das Bearbeitungswerkzeug 6 vorgesehen. Der Werkstückschlitten 2 wird zur Bearbeitung relativ zur Drehspindel 7 so bewegt, daß das Bearbeitungswerkzeug 6 an der gewünschten Stelle des Werkstückes 5 Material abträgt. Das Bearbeitungswerkzeug 6 greift dazu an einer Stelle des Werkstückes 5 an. Die Rotation des Werkstückes 5 bewirkt eine kreisförmige Ausbreitung der bearbeiteten Zone. Diese Kreisform spannt die Eingriffsebene auf, die senkrecht zu der Rotationsachse der Dreheinheit 3 liegt. Eine geeignete Steuerung des Vorschubes von Drehspindel 7 bzw. des Werkstückschlittens 2 ermöglicht nun, das Werkstück 5 in der gewünschten Kontur zu gestalten.For the rotating processing of the workpiece 5 , the rotating unit 3 is set in rotation. The material is now removed by rotating the workpiece 5 past a processing tool. The processing tool 1 could be used for this. In the present embodiment, however, the processing tool 6 is provided for this. The workpiece carriage 2 is moved for machining relative to the rotary spindle 7 so that the machining tool 6 removes 5 material at the desired location on the workpiece. For this purpose, the processing tool 6 engages at one point on the workpiece 5 . The rotation of the workpiece 5 causes a circular spread of the machined zone. This circular shape spans the plane of engagement, which is perpendicular to the axis of rotation of the rotating unit 3 . A suitable control of the feed of the rotary spindle 7 or of the workpiece carriage 2 now enables the workpiece 5 to be designed in the desired contour.

Prinzipiell wäre es denkbar, jedes Aggregat in drei senkrecht zueinander stehende Richtungen verschieblich zu gestalten. Die konkrete Ausführungsform wird jedoch nur die notwendigen, den zu bewegenden Massen und der erforderlichen Genauigkeit angemessenen Freiheitsgrade vorsehen.In principle, it would be conceivable to have each unit in three mutually perpendicular Make directions slidable. However, the specific embodiment will only the necessary masses to be moved and the required accuracy provide adequate degrees of freedom.

Es wäre auch denkbar, die Rotationsachse der Dreheinheit 3 zum Beispiel senkrecht zu lagern und die Drehspindel 7 mit der Fräs-Werkzeugspindel 12 zu vertauschen.It would also be conceivable to mount the axis of rotation of the rotating unit 3 vertically, for example, and to swap the rotating spindle 7 with the milling tool spindle 12 .

Es wäre weiterhin möglich, weitere Drehachsen in den Werkstückschlitten zu integrieren. Auch weitere, zusätzliche Bearbeitungswerkzeuge auf den bereits vorhandenen oder auf eigenen, separaten Arbeitsschlitten wäre denkbar.It would also be possible to integrate additional axes of rotation in the workpiece slide. Also other, additional processing tools on the already existing or on own, separate work sled would be conceivable.

Es ist weiterhin beabsichtigt, die Spannvorrichtung 4 auswechselbar zu gestalten, um über einen Palettenwechsler 9 den Austausch der Werkstücke 5 zu beschleunigen.It is also intended to make the clamping device 4 interchangeable in order to accelerate the exchange of the workpieces 5 via a pallet changer 9 .

In Fig. 5 bis 9 wird ein zweites Ausführungsbeispiel nach der vorliegenden Erfindung gezeigt. Funktionsgleiche Bauteile werden in den Zeichnungen mit den gleichen Nummern wie im ersten Ausführungsbeispiel bezeichnet.In FIG. 5 to 9, a second embodiment according to the present invention is shown. Components with the same function are designated in the drawings with the same numbers as in the first exemplary embodiment.

Bei der dargestellten Variante werden Drehwerkzeug und Fräswerkzeug nicht auf jeweils eigenen Werkzeugschlitten gelagert, sondern je nach Bedarf auf einen gemeinsamen Werkzeug-Grundschlitten 12' montiert. Dieser Werkzeug-Grundschlitten 12' ist in Z-Richtung verschieblich am Werkzeugschlitten 11 befestigt. Er besitzt eine Schnittstelle 13, an der das Drehaggregat 7' bzw. das Fräsaggregat 15 austauschbar befestigt werden.In the variant shown, the turning tool and milling tool are not mounted on separate tool slides, but are mounted on a common tool base slide 12 'as required. This basic tool slide 12 ′ is fastened to the tool slide 11 such that it can be moved in the Z direction. It has an interface 13 to which the rotating assembly 7 'or the milling assembly 15 are fastened interchangeably.

In Ruheposition, die in Fig. 5 dargestellt ist, ist der Werkzeug-Grundschlitten 12' leer. Die Dreh- und Fräsaggregate 7' und 15 sind in Ablagevorrichtungen 16 und 17 aufgehängt.In the rest position, which is shown in FIG. 5, the basic tool slide 12 'is empty. The turning and milling units 7 'and 15 are suspended in storage devices 16 and 17 .

Zum Betrieb des Drehaggregats 7' wird dieses auf dem Werkzeug-Grundschlitten 12' aufgespannt. Dieser Betriebszustand ist in Fig. 6 und 7 dargestellt. Das Fräsaggregat 15 ist über eine Spannvorrichtung 14 an der Ablagevorrichtung 16 aufgehängt.To operate the rotary unit 7 ', it is clamped on the basic tool slide 12 '. This operating state is shown in FIGS. 6 and 7. The milling unit 15 is suspended from the storage device 16 via a tensioning device 14 .

Wird statt des Drehaggregats 7' das Fräsaggregat 15 benötigt, so wird dieses am Werkzeug-Grundschlitten 12' befestigt. Währenddessen wird das Drehaggregat 7' an der Ablagevorrichtung 17 abgelegt. Auch hier ist zur Befestigung des Werkzeugaggregats eine Spannvorrichtung 18 vorgesehen. Die entsprechende Betriebsphase wird in Fig. 8 und 9 dargestellt.If the milling unit 15 is required instead of the rotating unit 7 ', it is attached to the basic tool slide 12 '. In the meantime, the rotating assembly 7 'is deposited on the storage device 17 . Here too, a clamping device 18 is provided for fastening the tool assembly. The corresponding operating phase is shown in FIGS. 8 and 9.

Der Wechsel zwischen den jeweils benötigten Werkzeugaggregaten kann manuell oder automatisch gesteuert erfolgen.The change between the required tool units can be done manually or automatically controlled.

Claims

1. Milling device with at least one machining tool ( 1 ) suitable for milling and a clamping device ( 4 ), the two being movable relative to one another, characterized in that the device has at least one machining tool ( 6 ) suitable for turning, the clamping device ( 4 ) is rotatably mounted with respect to the machining tool ( 6 ) and the associated axis of rotation is perpendicular to the tool engagement plane.

2. Device according to claim 1, characterized in that the clamping device ( 4 ) is movable in at least two mutually perpendicular directions with respect to the fixed foundation ( 10 ).

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the machining tool ( 1 ) is movable in at least two mutually perpendicular directions relative to the fixed foundation ( 10 ).

4. Device according to one of the above claims, characterized in that at least one additional processing tool ( 6 ) is provided.

5. The device according to claim 4, characterized in that further machining tools ( 6 ) are also movable relative to the clamping device ( 4 ).

6. Device according to one of the above claims, characterized in that a tool magazine ( 8 ) for changing the machining tools ( 1 , 6 ) is provided.

7. Device according to one of claims 4 to 6, characterized in that machining tools ( 1 , 6 ) are each mounted on their own carriage ( 7 , 12 ).

8. Device according to one of claims 4 to 6, characterized in that machining tools ( 1 , 6 ) are interchangeably mounted on a common tool base slide ( 12 ').

9. Device according to one of claims 4 to 6 or 8, characterized in that unnecessary tool assemblies ( 7 ', 15 ) can be stored on storage devices ( 16 , 17 ).

10. Device according to one of the above claims, characterized in that a pallet changer ( 9 ) is provided for the quick replacement of the backrest ( 5 ).