DE2044429C3

DE2044429C3 - Zusatzeinrichtung für das Bearbeiten von Kugel-Innenflächen auf einer Vertikaldrehmaschine

Info

Publication number: DE2044429C3
Application number: DE2044429A
Authority: DE
Inventors: Marcel Collonges-Au-Mont- D'or Neuman (Frankreich)
Original assignee: Sa Cnmp Berthiez Paris
Current assignee: Sa Cnmp Berthiez Paris
Priority date: 1969-09-03
Filing date: 1970-09-01
Publication date: 1978-05-24
Also published as: US3688611A; GB1319630A; DE2044429A1; SU420157A3; FR2058437A5; DE2044429B2; CS151044B2

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Zusatzeinrichtung für das Bearbeiten von Kugel-Innenflächen auf einer Vertikaldrehmaschine, mit einem um eine die Achse der Planscheibe der Vertikaldrchmaschine senkrecht schneidende Achse schwenkbaren und ;n Belastungsrichtung biegesteif unterstützten Arm, welcher mittels eines Drehzapfens an einem Träger gelagert ist und auf dem das Werkzeug in radialer Richtung einstellbar befestigt und mittels dessen uas Werkzeug in einer die Planscheibenachse enthaltenden Ebene kreisförmig bewegbar ist, und mit einem am Träger gelagerten mechanischen Antrieb für die Schwenkbewegung des Armes.

Aus der Zeitschrift »Der Maschinenmarkt« (2. Juni 1953, Seiten 24/25) ist eine Zusatzeinrichtung für das Bearbeiten von Kugel-Innenflächen bekannt. Bei dieser Zusatzeinrichtung ist das Werksiück in herkömmlicher Weise auf der horizontal gelagerten Planscheibe einer normalen Drehmaschine eingespannt und wird mit Hilfe eines normalen Supportes, der die Zusatzeinrichtung ^s trägt, von innen ausgedreht. Die Zusatzeinrichtung besteht dabei aus einem in horizontaler Ebene schwenkbaren Ann, auf dem das Werkzeug in radialer Richtung einstellbar tefestigt ist und welcher mittels eines Drehzapfens an einem Träger dergestalt gelagert ftc ist, daß das Werkzeug in einer horizontalen Ebene kreisförmig um den Drehzapfen bewegt werden kann. Bei geeigneter justierung des Trägers auf dem Support sowie des Werkzeugs am schwenkbaren Arm fällt nun die Drehachse der Planscheibe genau in die Ebene der *>s Schneide des mittels des Armes kreisförmig schwenkbaren Werkzeuges. Der Radius der auf diese Weise drehbaren Kugel-Innenfläche wird demnach durch den Abstand zwischen Werkzeugschneide und der die Achse der Planscheibe senkrecht schneidenden Achse des Drehzapfens bestimmt. Zur Vermeidung von Durchbiegungen des Armes ist dieser in Höhe der Werkzeughalterung in Belastungsrichtung mit einem auf dem Träger befestigten und zum Drehzapfen konzentrischen Führungsring unterlegt Als Antrieb für die Schwenkbewegung des Armes ist ein auf dem Drehzapfen gelagertes Schneckenrad vorgesehen, das über den Drehzapfen formschlüssig mit dem Arm verbunden ist Das Schneckenrad wird über eine Kombination von Zahnrädern und Schnecke von der im Support ohnehin vorhandenen Querspindel angetrieben. Bei dieser Zusatzeinrichtung liegt eine horizontale Bearbeitungsachse für das Werkstück vor, wodurch die zu bearbeitenden Durchmesser von Werkstücken ohnehin begrenzt sind. Andererseits läßt die Zusatzeinrichtung nur eine äußerst geringe Änderung des herstellbaren Kugelradius zu, da diese ausschließlich von der (nicht beliebig vergrößerbaren) Kragiänge des Schneidwerkzeuges abhängig ist

Diese bekannte Vorrichtung ist jedoch nicht ohne weiteres verwendbar, wenn Kugelinnenflächen mit größeren, mehrere Meter betragenden Durchmessern bearbeitet werden sollen. Derart große Werkstücke können nämlich nicht auf üblichen Horizontaldrehmaschinen bearbeitet werden, sondern ts sind hierzu Vertikakirehmaschinen erforderlich, weil nur auf solchen Maschinen derart große Werkstücke gespannt werden können. Dabei ergeben sich des weiteren aber auch entsprechend große Abmessungen für die Zusatzeinrichtung mit der Schwierigkeit, daß dann auch die Durchbiegung des Werkzeugträgers im ausgefahrenen Zustand so groß werden kann, daß die Steifheit des Werkzeugträgers erheblich verringert ist und die Bearbeitung der Werkstücke unwirtschaftlich wird, weil sich nicht mehr genügend Werkstoff pro Zeiteinheit vom Werkstück abspanen läßt. Außerdem hat die Durchbiegung des Werkzeugträgers auch noch eine Verringerung der Fertigungsgenauigkeit zur Folge.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die bekannte Zusatzeinrichtung für das Bearbeiten von Kugel-innenflächen im Hinblick auf ihre Verwendbarkeit an einer Vertikaldrehmaschine so weiterzubilden, daß die Werkzeuge dieser Einrichtung auch bei Bearbeitungsgradicn von mehreren Metern durchbiegungsfrei abgestützt sind, die Einrichtung einfach und billig herstellbar ist und die Einrichtung in einfacher Weise an eine Vertikaldrehmaschine anbaubar ist, so daß erforderliche.ifalls auch die übrigen Werkzeuge der Vertikaldrehmaschine trotz der Anbringung der Zusatzeinrichtung für weitere Bearbeitungsvorgänge benutzt werden können.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß der Träger an dem horizontalen Querbalken der Vertikaldrehmaschine befestigt ist, daß die Lagerung des Armes zwei in größerem Abstand fluchtend angeordnete Radiallager aufweist und daß für das Einstellen des Werkzeugs auf dem Arm eiii Radialschlitten angeordnet ist.

Die erfindungsgemäße Zusatzeinrichtung kann also an dem horizontalen Querbalken einer Vertikaldrehmaschine derart befestigt werden, daß der Träger und der Arm mit dem Radialschlitten zusätzlich neben den üblichen, an einem Querbalken gelagerten vertikalen Werkzeughalten angeordnet sind. Dadurch kann die Vertikaldrehmaschine für das Kugeldrehen ohne irgendwelche Demontagearbeiten eingerichtet werden,

so daß auch sehr große Werkstücke mit komplizierten geometrischen Raumformen, wie beispielsweise halbkugelförmige Werkstücke oder Gehäuse für Kernreaktoren, auf äußerst wirtschaftliche Weise bearbeitet werden können. Ein weiterer Vorteil dtr erfindungsgemäßen Zusatzeinrichtung besteht darin, daß der das Werkzeug tragende Schlitten radial zugestellt werden kann, so daß aufeinanderfolgende Bearbeitungsschritte bis zur Beendigung des ganzen Bearbeitungsvorganges durchgeführt werden können, ohne der. Betripb und insbesondere den Vorschubmechanismus der Vertikaldrehmaschine anhalten zu müssen. Dabei ist noch besonders zu beachten, daß die Bearbeitung von Flächen großer Abmessungen auf einer Vertikaldrehmaschine mit einem oder zwei Ständern möglich ist und daß innenlieginde Flächen in Halbkugelform mit verschiedenen Durchmessern unter Beibehaltung der gleichen Schnittgeschwindigkeit und der gleichen Bearbeitungsmöglichkeit hergestellt werden können. Bei der Erzeugung kugelförmiger Innenflächen durch einfache Drehung des den Radialschlitten tragenden Armes wird somit ein Maximum an Formgenauigkeit selbst dann erreicht, wenn es um das Bearbeiten von sehr großen Werkstücken geht.

BeispielsweiseausdenFR-PSenl3 81 631und9 95 353 ist es an sich zwar bereits bekannt, für das Einstellen des Werkzeugs auf dem Arm einen besonderen Radialschlitten vorzusehen, doch lassen sich diese Konstruktionen nicht ohne weiteres auf den Gegenstand der Erfindung übertragen, weil es sich dabei durchwegs um Ausführungsfornien handelt, die erkennbar nur für das Bearbeiten von relativ kleinen Werkstücken gedacht und ausgelegt sind.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 eine vereinfacht dargestellte Seitenansicht einer Vertikaldrehmaschine mit der am horizontalen Querbalken angeordneten erfindungsgemäßen Zusatzeinrichtung,

F i g. 2 eine vergrößert dargestellte Seitenansicht der Zusatzeinrichtung,

Fig. 3 eine um 90° gegenüber der Darstellung in F i g. 2 versetzte Ansicht und

Fig. 4 eine der Fig. 3 entsprechende Darstellung einer abgeänderten Ausführungsform der Zusatzeinrichtung.

Die in der Fig. 1 dargestellte Vertikaldrehmaschine besitzt ein Grundgestell 1, das einen Ständer 2 und eine drehangetriebene Planscheibe 3 trägt, auf welcher ein zu bearbeitendes Werkstück 4 befestigt ist, an welchem eine halbkugelförmige Innenfläche 5 erzeugt wird. Am Ständer 2 ist ein in vertikaler Richtung bewegbarer horizontaler Querbalken 6 angeordnet, der einen Quersupport 7 trägt, der sich in der Querrichtung verschieben läßt und an welchem ein vertikal verschiebbarer Werkzeughalter 8 angeordnet ist. Unterhalb des horizontalen Querbalkens 6 ist die Zusatzeinrichtung 9 für das Bearbeiten der kugelförmigen Innenfläche des Werkstückes 4 angeordnet.

Die Zusatzeinrichtung 9, deren erste Ausführiingsform mit allen ihren Einzelteilen in F i g. 2 und J dargestellt ist, umfaßt einen Träger 10, der an der f>.s Unterseite des horizontalen Querbalkens 6 befestig! ist und zwei Drehzapfen II, 11a aufweist, auf denen unter Zwischenschaltung von aus Rollenlagern bestehenden Radiallagern 12, 12a ein A-m 13 drehbeweglich angeordnet ist, dessen Drehachse x-xi senkrecht zur Achse y-y, der Planscheibe 3 verläuft, auf der das zu bearbeitende Werkstück 4 befestig! ist. Die Achse x-x, kann senkrecht oder auch parallel zur Längsachse des horizontalen Querbalkens 6 verlaufen. In den dargestellten Ausführungsbeispielen verläuft die Achse x-x, senkrecht zur Ebene der Gleit- oder Führungsbahnen des horizontalen Querbalkens 6.

Der drehbewegliche Arm 13 weist eine Führungsbahn 14 auf, in welcher ein Radialschlitten 15 längs einer Achse geführt ist, die parallel zur Achse y-yi der Planscheibe 3 verläuft. Der Radialschlitten 15 trägt an einem seiner Enden einen abnehmbaren Werkzeughalter 16, an welchem ein Werkzeug 17 zur Bearbeitung der kugelförmigen Innenfläche 5 des Werkstückes 4 befestigt ist. Der Arm 13 und der Radialschlitten 15 sind seitlich gegenüber dem Werkzeughalter 8 der Vertikaldrehmaschine versetzt, so daß die Bearbeitung mit Hilfe des Werkzeughalters 8 erfolgen kann, wenn sich der Arm 13 in seiner zurückgezogenen Stellung befindet.

An dem horizontalen Querbalken 6 sind ein elektrischer oder hydraulischer Motor 18 mit regelbarer Drehzahl und ein Wechselgetriebe 22 angeordnet, dessen Welle 19 eine Schnecke 20 trägt, die in ein Schneckenrad 21 eingreift, welches mit dem Ann IJ fest verbunden ist und dessen Achse koaxial zur Drehachse x-Xi des Armes 13 angeordne: ist. Dieser mechanische Antrieb (18, 19, 20, 21, 22) ermöglicht es, dem Arm 1 i eine stetige, aber regelbare Drehbewegung zu erteilen.

Der Radialschlitten 15 trägt eine Spindelmutter 23, in welche eine Gewindespindel 24 eingreift, die von einem Geschwindigkeitswechselgetriebe 25 angetrieben wird, welches mit einem elektrischen oder hydraulischen Motor 26 gekuppelt ist, der auf dem Arm Π fest angeordnet ist. Diese Einrichtung ermöglicht es, den von der Führungsbahn 14 entsprechend geführten Kadialschlitten 15 zu verschieben, damit dessen Stellung relativ zum Durchmesser der zu bearbeitenden kugel förmigen Innenfläche 5 eingestellt werden kann. Hierauf wird der Radialschlitten 15 mit Hilfe von Schrauben 27 in seiner Stellung auf dem Arm 13 festgeklemmt (Fig. 3).

Bei der Bearbeitung der kugeligen Innenfläche 5 wird nach Einstellung des Werkzeuges 17 auf den /11 bearbeitenden Durchmesser die Planscheibe J der Vertikaldrehmaschine in Umdrehung versetzt, wobei diese sich um ihre Achse y-yi dreht, und der Arm 1) wird durch den Motor 18 mit Wechselgetriebe 22, die Schnecke 20 und das Schneckenrad 21 derart bewegt, daß sich der Arm 113 um seine Achse x-x, dreht.

Weil das Werkzeug 17 sich in einer Ebene dreht, die die Drehachse y-y, der Planscheibe beinhaltet, beschreibt es mit seiner Werkzeugschneide 28 eine kreisförmige Bahn gemäß dem in die F i g. i eingezeichneten Pfeil, so daß eine Bearbeitung der kugeligen Innenfläche 5 möglich ist, deren Bereich gleich ist der einstellbaren Entfernung der Werkzeugschneide 28 des Werkzeuges 17 zur Drehachse .v-*;des Arms 1).

Die Höhe des Mittelpunktes der kugeligen Innenfläche 5 in bezug auf die Planscheibe } der Vertikaldreh maschine wird durch Einstellung der Höhe dos Querbalkens 6 bestimmt.

Bei der in der F 1 g. 4 der dargestellten abgeänderten Ausführungsform der Zusatzeinrichtung weist der Arm 13 eine Kurbel 29 auf, deren Drehachse koaxial zur Achse x-Xi des Armes 13 verläuft und an deren

Kurbelzapfen eine Pleuelstange 30 angelenkt ist. die mit ihrem anderen Ende gelenkig am vertikalen Werkzeughalter 8 befestigt ist. Bei Längsverschiebungen des Quersupportes 7, welcher den hülsenförmigen Werkzeughalter 8 auf dem horizontalen Querbalken 6 führt, in den Richtungen des Doppelpfeils A, wird mit Hilfe der Pleuelstange 30 und der Kurbel 29 eine Drehung des Armes 13 um seine Achse x-x, erzielt.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Zusatzeinrichtung für das Bearbeiten von Kugel-Innenflächen auf einer Vertikaldrehmaschine, mit einem um eine die Achse der Planscheibe der Vertikaldrehmaschine senkrecht schneidende Achse schwenkbaren und in Belastungsrichtung biegesteif unterstützten Arm, welcher mittels eines Drehzapfens an einem Träger gelagert ist und auf dem das Werkzeug in radialer Richtung einstellbar befestigt und mittels dessen das Werkzeug in einer die Planscheibenachse enthaltenden Ebene kreisförmig bewegbar ist, und mit einem am Träger gelagerten mechanischen Antrieb für die Schwenkbewegung des Armes, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (10) an dem horizontalen Querbalken (6) der Vertikaldrehmaschine befestigt ist, daß die Lagerung des Armes (13) zwei in größerem Abstand fluchtend angeordnete Radiallager (12, YIa) aufweist und daß für das Einstellen des Werkzeugs (17) auf dem Arm (13) ein Radialschlitten (15) angeordnet ist.

2. Zusatzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Radialschlitten (15) eine Spindelmutter (23) trägt und über eine in diese eingreifende Gewindespindel (24), die über ein Geschwindigkeitswechselgetriebe (25) von einem auf dem Arm (13) angeordneten Motor (26) antreibbar ist, verschiebbar ist.

J. Zusatzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Radiallager (12, YIa) als Rollenlager ausgebildet sind.