DE10126900A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Bearbeitung von Werkstücken - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Bearbeitung von WerkstückenInfo
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Abstract
Verfahren und Vorrichtung zur Bearbeitung von Werkstücken, insbesondere Bremsscheiben auf faserverstärktem Kohlenstoff-Silicium. Eine mit zwei Drehspindeln ausgestattete Werkzeugmaschine erhält eine Messstation (5), um die Toleranz-Bezugsebene (38) des Werkstücks (30) relativ zu Koordinaten der Werkzeugmaschine festzustellen und auszurichten. Das Werkstück wird dementsprechend an der ersten Spindel (10) eingespannt. Es wird eine bearbeitete Bezugsfläche (37) an dem Werkstück (30) geschaffen, um nach Umspannen des Werkstücks an der zweiten Spindel (20) die Toleranzebene (38) des Werkstücks weiterhin als Bezugsebene für weitere Bearbeitungen an dem Werkstück zur Verfügung zu stellen.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und
eine Vorrichtung zur Bearbeitung von Werkstücken,
insbesondere Bremsscheiben aus faserverstärkter Kohlenstoff-
Silicium-Keramik oder anderen schwer zerspanbaren
(insbesonderen spröden) Materialien.
Zur Bearbeitung von metallischen Werkstücken sind
automatisch gesteuerte Werkzeugmaschinen, auch als
Drehmaschinen, im Gebrauch (DE 43 16 166 A1), bei denen
Werkstücke nacheinander an zwei Stellen festgespannt und
bearbeitet werden. Dabei wird ein Werkstück von einer ersten
Spindel aufgenommen, in Bearbeitungsposition gefahren und
danach zu einer zweiten Spindel zwecks Übergabe verbracht, wo
eine weitere Bearbeitung erfolgt.
Gewisse Materialien, wie keramische Werkstoffe oder
Verbundwerkstoffe aus unterschiedlichen Materialien, lassen
sich bekanntlich nur schwer bearbeiten. Neben dem Schleifen
solcher Materialien ist neuerdings das laserunterstützte
Drehen (Zerspanen mit Drehmeißel) getreten (Zeitschrift
"Maschine und Werkzeug" 9/99, Seite 54; Bericht des Aachener
Demonstrationslabors für Integrierte Produktionstechnik über
Hochleistungsdiodenlaser in der Produktion, Seminar am 18.-
19. Mai 1999, Fraunhofer IPT Aachen).
Werkstücke weisen häufig unterschiedliche zu
bearbeitende Flächen auf, was das Problem des Umspannens des
Werkstücks zum Erreichen dieser unterschiedlichen zu
bearbeitenden Flächen nach sich zieht. Ein weiteres Problem
besteht darin, mit der Bearbeitung eine bestimmte Form des
Werkstücks zu erzielen, die nicht nur durch die äußeren
Abmessungen des Werkstücks, sondern auch durch Wandstärken
bei teilweise nicht bearbeiteten Flächen definiert werden.
Dieses Problem tritt beispielsweise bei Bremsscheiben auf,
welche zu Kühlungszwecken umlaufende Aussparungen oder
gebogene Nuten symmetrisch zu einer Toleranz-Bezugsebene
aufweisen, wobei umlaufende Wände zwischen dieser Aussparung
bzw. Nuten und den beiden Scheibenflächen der Bremsscheibe
sich befinden. Die Dicke dieser Wände soll zu beiden Seiten
der Aussparung bzw. der Nuten gleich sein, um gleiche
Wärmespeicherkapazitäten darzustellen, so dass sich die
Bremsscheibe im Betrieb symmetrisch aufheizt und sich
möglichst wenig verzieht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein
Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, um schwer
zerspanbare Bauteile wirkungsvoll und kostengünstig aus
geformten Rohlingen herzustellen, denen eine Toleranz-
Bezugsebene zugeordnet werden kann.
Die gestellte Aufgabe wird aufgrund der Maßnahmen
des Anspruchs 1 gelöst und durch die weiteren Merkmale der
abhängigen Ansprüche ausgestaltet und weiterentwickelt.
Erfindungsgemäß erhält die Werkzeugmaschine eine
Messstation, um die Toleranz-Bezugsebene des Werkstücks
relativ zu Koordinaten der Werkzeugmaschine festzustellen und
das Werkstück dementsprechend auszurichten und an der ersten
Spindel einzuspannen. Es wird eine bearbeitete Bezugsfläche
an dem Werkstück geschaffen, um nach Umspannen des Werkstücks
an der zweiten Spindel die Toleranzebene des Werkstücks
weiterhin als Bezugsebene für weitere Bearbeitungen an dem
Werkstück zur Verfügung zu stellen.
Die Erfindung beruht auch darauf, dass nicht alle
Außenoberflächen eines Werkstücks bei einer einzigen
Aufspannung zur Bearbeitung erreicht werden können und dass
es Bearbeitungsformen gibt, die man besser mit einem Meissel
auf einer Drehmaschine herstellen kann, während sich andere
Formen durch Schleifen kostengünstiger herstellen lassen. Bei
der Erfindung können beide Bearbeitungsmethoden miteinander
kombiniert werden, wobei gleichzeitig zuvor hergestellte
Rotationsflächen zum präzisen Aufspannen des Werkstücks
zwecks Endbearbeitung durch Schleifen ausgenutzt werden.
Dabei wird zunächst die Rohform des Werkstücks computermäßig
erfasst, um die Toleranz-Mittellinie des Werkstücks zu
ermitteln, und das Werkstück wird gewissermaßen mit den
Koordinaten dieser Toleranz-Mittellinie von der ersten zur
zweiten Aufspannung überreicht, so dass ein erneutes,
kostspieliges Ausrichten bei der zweiten Aufspannung nicht
mehr benötigt wird.
Zur Durchführung des Verfahrens wird eine in den
Grundzügen bekannte Werkzeugmaschine verwendet
(DE 43 16 166 A1), diese jedoch dahin gehend abgewandelt,
dass eine Messeinrichtung zur Bestimmung von Abmessungen an
dem Werkstück vorgesehen ist, um die Toleranz-Bezugsebene
relativ zu einer Anschlagsfläche zu bestimmen und dem Rechner
der Werkzeugmaschine mitzuteilen. Auf diese Weise ist es
möglich, das Maß der Abtragung von dem Werkstück genau
vorherzubestimmen und die Werkzeugmaschine dementsprechend zu
steuern, so dass nach Bearbeitung gewissermaßen die korrekte
äussere und innere Form des Werkstücks abgeliefert wird.
Die Erfindung macht sich auch die Technik des
laserunterstützten Drehens zunutze, mit der gewisse
herzustellende Werkstückformen ohne hoch spezifisches
Werkzeug hergestellt werden kann. So weit es sich um einfache
Formen handelt, beispielsweise zwei zueinander parallele
Flächen, wird das altvertraute Schleifen eingesetzt, welches
für diese Art der Bearbeitung von keramischen Werkstücken am
wirtschaftlichsten ist.
Die Werkzeugmaschine wird zweckmäßigerweise als
Automat ausgebildet, welche gleichzeitig zwei Werkstücke
bearbeitet, und zwar wird ein teilweise bearbeitetes
Werkstück von der ersten zur zweiten Spindel übertragen,
während gleichzeitig ein Rohling zugeführt, ausgemessen und
ausgerichtet wird, wonach dieser Rohling teilbearbeitet wird,
während das zuvor teilbearbeitete Werkstück fertig bearbeitet
und abgeführt wird.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung
beschrieben. Dabei zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer
Vertikaldrehmaschine, von der Frontseite gesehen,
Fig. 2 eine Draufsicht auf die Maschine der Fig. 1,
Fig. 3 einen Ausschnitt entlang der Linie III-III in
Fig. 1,
Fig. 4 eine vergrößerte Einzelheit aus Fig. 1,
Fig. 5 eine vergrößerte Einzelheit aus Fig. 3 und
Fig. 6a bis 6i diverse Stufen der Behandlung eines
Werkstücks.
Fig. 1 bis 3 zeigen eine Drehmaschine, wie sie in
den Grundzügen aus der DE 43 16 166 A1 bekannt ist. Eine
Gehäuse- oder Rahmenkonstruktion 1 trägt ein Führungsbett 2
mit Führungen, die sich längs der Maschine erstrecken. Die
Maschine weist ein Zuführende auf, an dem sich eine
Zuführeinrichtung 3 befindet, und ein Abführende, an dem sich
eine Entladeeinrichtung 4 befindet. Zwischen diesen beiden
Enden sind eine Mess- und Ausrichtestation 5, eine erste
Bearbeitungsstation 6 und eine zweite Bearbeitungsstation 7
angeordnet.
Die erste Bearbeitungsstation 6 umfasst einen
Spindelkasten mit einer ersten, vertikal angeordneten Spindel
10, die um ihre Drehachse 10a motorisch antreibbar ist. Am
unteren Ende der Spindel befinden sich Mittel 11 zum Greifen
und Festspannen eines Werkstücks, wie es bekannt ist und
nicht näher dargestellt ist. Ein erster Kreuzschlitten 12 ist
auf dem Führungsbett 2 längs verfahrbar und weist eine
vertikale Führung 13 auf, an welcher der Spindelkasten mit
Spindel 10 vertikal verstellbar gelagert ist.
Zu der ersten Bearbeitungsstation 6 zählt noch ein
Werkzeugträger 14, der auch als Werkzeugrevolver ausgebildet
sein kann und ein Werkzeug 19 trägt bzw. in Wirkstellung
bringt. Zusätzlich ist ein Kreuzschlitten 15 vorgesehen, auf
welchem eine Schwenkeinrichtung 16 (Fig. 3) sitzt, um
Abgabemittel 17 für einen Leistungslaserstrahl 17a zu führen.
Der nicht dargestellte Leistungslaser ist über Glasfaserkabel
mit den Abgabemitteln 17 verbunden, welche den
Leistungslaserstrahl 17a auf eine eng begrenzte Aufheizstelle
18 (Fig. 5) des Werkstücks fokussieren, die der
Einwirkungsstelle des Werkzeugs 19 eng benachbart ist. Die
Entfernung zwischen Brennfleck und Einwirkungsstelle des
Werkzeugs wird zu der Art des zu bearbeitenden Werkstücks
bzw. dessen Werkstoff passend gewählt.
An der zweiten Bearbeitungsstation 7 (Fig. 1),
unterhalb der Führungsbahn 2 ist ein zweiter Spindelkasten
mit einer zweiten Spindel 20 angeordnet, deren Drehachse 20a
senkrecht zur Führungsrichtung des Führungsbettes 2
ausgerichtet ist. Am oberen Ende der Spindel 20 sind Greif-
und Festspannmittel 21 angeordnet, um jeweils ein Werkstück,
welches durch entsprechende Steuerung des Kreuzschlittens 12
von den ersten Festspannmitteln 11 der ersten Spindel 10
herangetragen wird, zu übernehmen und festzuspannen.
Auf dem Führungsbett 2 sitzt ein weiterer
Kreuzschlitten 22, der eine vertikale Führung 23 aufweist, um
einen Schleifspindelträger 24 entsprechend verfahren zu
können. Eine Schleifspindel 25 weist eine senkrecht
verlaufende Drehachse 25a auf und trägt an ihrem Ende ein
Schleifwerkzeug 27, welches zur Bearbeitung eines Werkstücks
in der Bearbeitungsstation 7 verfahren werden kann. An dem
Träger 24 ist ferner eine ausfahrbare Greifeinrichtung 28
angebracht, um ein fertiges Werkstück von der Spindel 20 zu
entnehmen und der Austragsvorrichtung 4 zu übergeben.
Es können jeweils zwei Werkstücke die
Werkzeugmaschine durchlaufen:
Ein erstes Werkstück, welches zugeführt, ausgemessen und in der ersten Werkstation 6 bearbeitet wird, und ein zweites Werkstück, das von der ersten Bearbeitungsstation übernommen, in der zweiten Bearbeitungsstation bearbeitet und von der Austragseinrichtung ausgetragen wird.
Ein erstes Werkstück, welches zugeführt, ausgemessen und in der ersten Werkstation 6 bearbeitet wird, und ein zweites Werkstück, das von der ersten Bearbeitungsstation übernommen, in der zweiten Bearbeitungsstation bearbeitet und von der Austragseinrichtung ausgetragen wird.
Der Betriebsablauf wird anhand der Bearbeitung
einer Bremsscheibe 30 (Fig. 6a bis Fig. 6i) beschrieben, die
aus einem spröden Werkstoff, nämlich faserverstärktem
Kohlenstoff-Silicium, besteht.
Die Zuführmittel 3 fördern das Werkstück 30 in die
Messeinrichtung 5 gegen eine Anschlagsebene 50, die eine
erste Bezugsfläche darstellt und die durch drei Anschläge
bestimmt wird, von denen wenigstens zwei Anschläge 50a, 50b
verstellbar sind, um die Ebene 50 ausrichten zu können.
Die Bremsscheibe 30 weist eine Oberseite 31, eine
Unterseite 32, gebogene Nuten oder eine umlaufende Aussparung
33, obere und untere Wände 34, 35, eine mittlere Bohrung 36
und eine Aussparungsfläche 37 auf. Die Wände 34 und 35 sollen
bei der fertig bearbeiteten Bremsscheibe gleich dick sein, um
die gleiche Wärmekapazität aufzuweisen, damit sich diese
Wände bei der Aufheizung an den Bremsflächen 31 und 32 gleich
stark erwärmen, damit die Bremsscheibe keine Tendenz des
Verziehens aufweist. Das Werkstück wird deshalb ausgemessen,
um die sogenannte Toleranz-Bezugsebene 38 aufzufinden, die
symmetrisch zu der umlaufenden Aussparung bzw. den gebogenen
Nuten 33 verläuft. Die Messeinrichtung 5 weist zu diesem
Zweck einen Taster 51 auf, der als Näherungsschalter
ausgebildet ist, d. h. bei Annäherung an die obere oder
untere Begrenzungsfläche der Nuten oder der Aussparung 33
einen Schaltvorgang auslöst. Im vorliegenden Fall ist der
Taster 51 als pneumatisch arbeitender Taster ausgebildet, dem
ein Luftstrom über einen Schlauch 52 zugeführt wird, der an
einer Tastöffnung (nicht dargestellt) austritt. Eine
Druckabtastleitung 53 ist mit einem Schalt-Messelement
verbunden und misst den Druck hinter der Tastöffnung. Wenn
eine Wand den Luftstromquerschnitt stark verengt, nimmt der
Druck hinter dieser "Düse" zu, und ein Schaltvorgang wird
ausgelöst.
Der Taster 51 wird zunächst radial in die
Aussparung oder Nut 33 eingeführt (Fig. 6b) und dann nach
oben verfahren (Fig. 6c). Bei Annäherung des Tasters 51 an
die Wand 34 erhöht sich der gemessene Druck, und das Schalt-
Messelement schaltet. Das Maß der Entfernung d1 der Wand 34
von der Bezugsebene 50 bzw. der Unterseite 32 des Werkstücks
wird dem Computer der Werkzeugmaschine zugeführt.
Anschließend (Fig. 6d) wird der Taster 51 in Richtung auf die
Wand 35 verschoben, bis das Schalt-Messelement schaltet,
wodurch das Maß d2 ermittelt wird, welches ebenfalls in den
Computer eingegeben wird. Anschließend (Fig. 6e) wird der
Taster 51 zurückgezogen, so dass die Ränder der Wände 34 und
35 frei werden. Dieser Vorgang wird am Umfang des Werkstückes
x-mal wiederholt. Dies geschieht durch Verdrehen des
Werkstückes in der Meßstation 5, mindestens jedoch 3 mal. Aus
den ermittelten Werten d1 und d2 ergibt sich eine räumliche
Ausgleichsebene 38, die nach Erfahrungswerten immer schief im
Raum liegen wird.
Das Werkstück wird darum mit Hilfe der
verstellbaren Anschläge oder Auflagen 50a, 50b zum
Maschinenkoordinatensystem ausgerichtet, so dass die
Ausgleichsebene 38 parallel zum Werkstücktisch bzw. senkrecht
zur Spindelachse 10a verläuft.
Die erste Spindel 10 fährt mit ihrer Greif- und
Festspanneinrichtung 11 zu dem Werkstück 30 hin und ergreift
es an den Rändern der Wand 34 (Fig. 6f), wobei die axiale
Fahrlänge der Spindel 10 entlang der Achse 10a genau auf die
Stellung der Ebene 38 angepasst wird. Mit anderen Worten,
wenn das Werkstück 30 an der Spindel 10 fest gemacht wird,
sind die räumlichen Koordinaten der Fläche 32 in jeglicher
Fahrstellung der Spindel 10 im Rechner bekannt.
Fig. 6g zeigt die Bearbeitung der Flächen 36 und
37. Zu diesem Zweck wird die Spindel 10 mittels des
Kreuzschlittens 12 zu dem ersten Werkzeug 19 hin gefahren,
wobei das Werkstück 30 durch die Spindel 10 in Drehung
versetzt und gleichzeitig der Laserstrahl auf die eng
begrenzte Stelle 18 des Werkstücks gerichtet wird (Fig. 5).
Die Stelle 18 ist etwas von der Einwirkungsstelle des
Werkzeugs entfernt, und zwar in Drehrichtung des Werkstücks
vor der Bearbeitungsstelle durch das Werkzeug. Mit dem
Laserstrahl kann das Werkstück örtlich begrenzt sehr stark
aufgeheizt werden, so dass es seine Härte und Sprödigkeit an
der Bearbeitungsstelle verliert und von einem Meißel
bearbeitet werden kann, der beispielsweise mit einem
Industriediamanten bestückt ist. Die Führung des Werkzeugs 19
gegenüber dem Werkstück 30 ist an sich bekannt und bedarf
keiner näheren Beschreibung. Ferner ist es für den Fachmann
kein Problem, den Kreuzschlitten 15 und die
Schwenkeinrichtung 16 so anzutreiben, dass die Laserstrahl-
Abgabemittel 17 richtig gelenkt werden, d. h. dass die
begrenzte, aufgeheizte Stelle 18 immer nahe und in
Drehrichtung vor der Bearbeitungsstelle des Werkzeuges 19 zu
liegen kommt.
Mit der Herstellung der bearbeiteten Fläche 37 gibt
es eine zweite Bezugsebene, die ein genau vorgeschriebenes
Maß d3 zu der Toleranz-Bezugsebene 38 einnimmt, so dass das
Werkstück 30 umgespannt werden kann (Fig. 6h), ohne dass der
räumliche Bezug des Werkstücks zu den Koordinaten der
Maschine verloren geht. Mit anderen Worten, das Werkstück 30
kann an der Vertikalspindel 20 mit Anlage der bearbeiteten
Fläche 37 an einer z. B. durch Anschläge 55a, 55b gebildeten
Bezugsfläche 55 festgespannt werden, wobei die bearbeiteten
Flächen 36 zum Angriff der Festspannmittel 21 verwendet
werden können. Die räumliche Stellung der Toleranz-
Bezugsebene 38 zur Drehachse 20a ist somit genau festgelegt
und in dem Computer der Maschine bekannt. Gleichzeitig sind
die Flächen 31 und 32 zur Bearbeitung frei und werden mit
einem Schleifwerkzeug 27 bearbeitet (Fig. 1), welches im
vorliegenden Fall (Fig. 6i) aus zwei parallelen
Schleifscheiben 27a, 27b gebildet wird, die unabhängig
voneinander gesteuert werden können.
Nach Fertigbearbeitung des Werkstücks 30 wird das
Werkstück an die Austragseinrichtung 4 (Fig. 1) übergeben,
welche das fertige Werkstück auf ein Fließband oder
dergleichen ablegt.
Anstelle der Bearbeitung von Bremsscheiben können
auch andere Formen von Werkstücken bearbeitet werden. In
einem solchen Fall wird die Art des Messens am Werkstück
diesem angepasst, um jeweils die Toleranz-Bezugsebene des
Werkstücks zu ermitteln. Anschließend wird das Werkstück so
an der ersten Spindel 10 festgespannt, dass gewisse
vorgesehene Flächen bearbeitet werden können, von denen eine
Fläche als Bezugsfläche beim Umspannen auf die zweite Spindel
20 dienen kann. Anschließend wird das Werkstück fertig
bearbeitet, wobei die Wahl des Werkzeugs an die Art der
Bearbeitung angepasst wird.
1
Rahmenkonstruktion
2
Führungsbett
3
Zuführeinrichtung
4
Entladeeinrichtung
5
Ausrichtestation
6
Erste Bearbeitungsstation
7
Zweite Bearbeitungsstation
10
Erste Spindel (vertikal angeordnet)
10
a Drehachse zu
10
11
Greif- und Festspannmittel
12
Erster Kreuzschlitten
13
Vertikale Führung von
12
14
Werkzeugträger
15
Kreuzschlitten
16
Schwenkeinrichtung an
15
17
Abgabemittel
17
a Leistungslaserstrahl
18
Aufheizstelle
19
Werkzeug an
14
20
Zweite Spindel
20
a Drehachse zu
20
21
Greif- und Festspannmittel
22
Kreuzschlitten auf
2
23
Vertikale Frührung von
22
24
Schleifspindelträger
25
Schleißspindel
25
a Drehachse (senkrecht verlaufend) an
25
27
Schleifwerkzeug
27
a Schleifscheibe
27
b Schleifscheibe
28
Greifarm
30
Bremsscheibe (als Werkstück)
31
Oberseite von
30
32
Unterseite von
30
33
Aussparung an
30
34
Untere Wand
35
Untere Wand
36
Mittlere Bohrung
37
Aussparungsfläche
38
Toleranz-Bezugsebene
50
Anschlagsebene
50
a Anschlag
50
b Anschlag
51
Taster an
5
52
Schlauch
53
Druckabtastleitung
55
a Anschlag
55
b Anschlag
d1 Entfernung zwischen
d1 Entfernung zwischen
34
und
50
bzw.
32
d2 Entfernung zwischen
35
und
50
bzw.
32
d3 Entfernung zwischen
37
und
38
Claims (8)
1. Verfahren zur Bearbeitung von Werkstücken, insbesondere
Bremsscheiben aus faserverstärktem Kohlenstoff-Silicium,
mit folgenden Schritten:
jeweils ein Werkstück (30) wird einer zerspanenden Werkzeugmaschine zugeführt, um eine Messstellung einzunehmen;
das Werkstück (30) wird in der Messstellung hinsichtlich gewisser Abmessungen (d1, d2) ausgemessen, um eine Toleranz-Bezugsebene (38) an dem Werkstück (30) zu ermitteln, und das Werkstück wird ausgerichtet;
das Werkstück (30) wird an einer ersten Spindel (10) festgespannt, die eine erste Drehachse (10a) definiert, wobei die Toleranz-Bezugsebene (38) senkrecht zur Drehachse (10a) steht und eine vorbestimmte axiale Stellung zur Drehachse einnimmt;
erste freie Rotationsoberflächen (36, 37) des Werkstücks (30) werden spanabhebend bearbeitet, um eine bearbeitete Bezugsebene (37) und eine Rotationsfestspannoberfläche (36) zu schaffen;
das Werkstück (30) wird an einer zweiten Spindel (20) festgespannt, die eine zweite Drehachse (20a) definiert, wobei das Werkstück (30) an der bearbeiteten Bezugsebene (37) anliegt und die Festspannung an der bearbeiteten Rotationsfestspannoberfläche (36) erfolgt;
zweite freie Rotationsoberflächen (31, 32) werden spanabhebend bearbeitet, um Werkstückarbeitsflächen zu bilden.
jeweils ein Werkstück (30) wird einer zerspanenden Werkzeugmaschine zugeführt, um eine Messstellung einzunehmen;
das Werkstück (30) wird in der Messstellung hinsichtlich gewisser Abmessungen (d1, d2) ausgemessen, um eine Toleranz-Bezugsebene (38) an dem Werkstück (30) zu ermitteln, und das Werkstück wird ausgerichtet;
das Werkstück (30) wird an einer ersten Spindel (10) festgespannt, die eine erste Drehachse (10a) definiert, wobei die Toleranz-Bezugsebene (38) senkrecht zur Drehachse (10a) steht und eine vorbestimmte axiale Stellung zur Drehachse einnimmt;
erste freie Rotationsoberflächen (36, 37) des Werkstücks (30) werden spanabhebend bearbeitet, um eine bearbeitete Bezugsebene (37) und eine Rotationsfestspannoberfläche (36) zu schaffen;
das Werkstück (30) wird an einer zweiten Spindel (20) festgespannt, die eine zweite Drehachse (20a) definiert, wobei das Werkstück (30) an der bearbeiteten Bezugsebene (37) anliegt und die Festspannung an der bearbeiteten Rotationsfestspannoberfläche (36) erfolgt;
zweite freie Rotationsoberflächen (31, 32) werden spanabhebend bearbeitet, um Werkstückarbeitsflächen zu bilden.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die ersten freien
Rotationsoberflächen (36, 37) des Werkstücks an einer eng
begrenzten Stelle (18) von einem Leistungslaserstrahl
(17a) aufgeheizt und durch ein nachfolgendes Werkzeug
(19) spanabhebend bearbeitet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten freien
Rotationsoberflächen (31, 32) von Schleifmitteln (27)
bearbeitet werden.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem
der Ansprüche 1 bis 3, mit einer Werkzeugmaschine, die
ein Maschinen-Koordinatensystem aufweist,
gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
Mittel (3) zur Zuführung jeweils eines Werkstücks (30) in
eine Messstellung an einer Anschlagsfläche (50);
eine Messeinrichtung (5) zur Bestimmung von Abmessungen (d1, d2) an dem Werkstück (30), die mit einem Rechner verbunden ist, der die Toleranz-Bezugsebene (38) relativ zur Anschlagsfläche (50) bzw. einer ersten Bezugsfläche (32) des rohen Werkstücks (30) bestimmt;
Mittel (50a, 50b) zum Ausrichten des Werkstückes (30) derart, dass die Toleranz-Bezugsebene (38) eine vorgegebene Position zum Maschinen-Koordinatensystem einnimmt;
eine erste Spindel (10), die Mittel (11) zum Greifen und Festspannen des Werkstücks (30) aufweist und um die erste Drehachse (10a) rotierend antreibbar ist;
ein erster Kreuzschlitten (12) zum Verfahren der ersten Spindel (10) in Richtung und quer zur ersten Drehachse (10a), um die Greif- und Festspannmittel (11) in Position zum Greifen und Festspannen des Werkstücks (30) und in Bearbeitungsposition zu fahren;
ein erster Werkzeugträger (14), der wenigstens ein erstes Werkzeug (19) trägt;
eine zweite Spindel (20), die rotierend um die zweite Drehachse (20a) antreibbar ist, in Reichweite des ersten Kreuzschlittens (12) angeordnet ist und zweite Greif- und Festspannmittel (21) aufweist, um das Werkstück (30) von der ersten Spindel (10) zu übernehmen und festzuspannen; drehbare Schleifwerkzeugmittel (25, 27), die eine dritte Drehachse (25a) definieren;
Mittel (22) zur Relativverschiebung zwischen zweiter Spindel (20)und den Schleifwerkzeugmitteln (25, 27), um das Werkstück (30) zu bearbeiten; und
Mittel (28) zum Greifen des an der zweiten Spindel (20) sitzenden Werkstücks (30) und Übergeben an eine Austragseinrichtung (4).
Mittel (3) zur Zuführung jeweils eines Werkstücks (30) in
eine Messstellung an einer Anschlagsfläche (50);
eine Messeinrichtung (5) zur Bestimmung von Abmessungen (d1, d2) an dem Werkstück (30), die mit einem Rechner verbunden ist, der die Toleranz-Bezugsebene (38) relativ zur Anschlagsfläche (50) bzw. einer ersten Bezugsfläche (32) des rohen Werkstücks (30) bestimmt;
Mittel (50a, 50b) zum Ausrichten des Werkstückes (30) derart, dass die Toleranz-Bezugsebene (38) eine vorgegebene Position zum Maschinen-Koordinatensystem einnimmt;
eine erste Spindel (10), die Mittel (11) zum Greifen und Festspannen des Werkstücks (30) aufweist und um die erste Drehachse (10a) rotierend antreibbar ist;
ein erster Kreuzschlitten (12) zum Verfahren der ersten Spindel (10) in Richtung und quer zur ersten Drehachse (10a), um die Greif- und Festspannmittel (11) in Position zum Greifen und Festspannen des Werkstücks (30) und in Bearbeitungsposition zu fahren;
ein erster Werkzeugträger (14), der wenigstens ein erstes Werkzeug (19) trägt;
eine zweite Spindel (20), die rotierend um die zweite Drehachse (20a) antreibbar ist, in Reichweite des ersten Kreuzschlittens (12) angeordnet ist und zweite Greif- und Festspannmittel (21) aufweist, um das Werkstück (30) von der ersten Spindel (10) zu übernehmen und festzuspannen; drehbare Schleifwerkzeugmittel (25, 27), die eine dritte Drehachse (25a) definieren;
Mittel (22) zur Relativverschiebung zwischen zweiter Spindel (20)und den Schleifwerkzeugmitteln (25, 27), um das Werkstück (30) zu bearbeiten; und
Mittel (28) zum Greifen des an der zweiten Spindel (20) sitzenden Werkstücks (30) und Übergeben an eine Austragseinrichtung (4).
5. Vorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugträger (14)
Mittel (17) zur Abgabe eines Leistungslaserstrahls (17a)
auf eine eng begrenzte und dadurch aufgeheizte Stelle
(18) des Werkstücks (30) aufweist, welches zufolge der
ersten Spindel (10) rotiert, so dass das erste Werkzeug
(19) einen Span von dem Werkstück nahe der begrenzten,
aufgeheizten Stelle (18) abhebt;
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (5)
einen Taster (51) umfasst, der in Annäherung an
Oberflächen des Werkstücks (30) verfahrbar ist und einen
Schalter aufweist, der bei der Annäherung die
Koordinaten der Fahrstrecke an den Rechner der
Werkzeugmaschine weiter gibt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass die Ausrichtemittel (50a,
50b) des Werkstückes vom Rechner der Werkzeugmaschine
gesteuerte, motorisch verfahrbare Anschläge darstellen.
8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach
Anspruch 2 in Abhängigkeit von Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass eine Nachführeinrichtung in
Form eines verfahrbaren Schlittens (15) und einer
Schwenkeinrichtung (16) vorgesehen ist, um die
Abgabemittel (17) des Leistungslaserstrahls (17a) zu
führen und auf die eng begrenzte, aufzuheizende Stelle
(18) des Werkstücks (30) auszurichten.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7497151B2 (en) | 2003-03-05 | 2009-03-03 | Maus S.P.A. | Method of machining a brake disc |
| DE112005000228B4 (de) * | 2004-03-12 | 2010-09-30 | Hessapp Gmbh | Drehmaschine, insbesondere Vertikaldrehmaschine und Verfahren zur Parallelbearbeitung zweier Werkstücke auf dieser Drehmaschine |
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Legal Events
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