DE19541588A1 - Querschlittenanordnung eines Achtspindeldrehautomaten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die Anordnung von Querschlitten bei Achtspindeldrehautomaten. Sie ist unabhängig von der Art der Querschlittensteuerung.

Stand der Technik bei Achtspindeldrehautomaten ist eine Spindelanordnung, bei der die Verbindungslinien von der zentralen Mitte (1) zur Spindelmitte (2) [im folgenden "Radialachse" (r) genannt] unter 22,5° zur einer der Hauptachsen (x und y) stehen (Fig. 2 als Beispiel).

Die Hauptführungsflächen der Querschlittenführungen sind entweder parallel zur Spindelachse oder senkrecht zur Spindelachse angeordnet. Bei der senkrechten Anordnung erzeugen die Schnittkräfte ein Drehmoment auf die Führung; bei der parallelen Anordnung wirken die Schnittkräfte im wesentlichen abhebend oder drückend auf die Führung.

Es sind Anordnungen bekannt, bei denen nur parallel angeordnete Schlittenführungen genutzt werden, und es sind Anordnungen bekannt, bei denen beide Möglichkeiten der Schlitten­ führungskonzeptionen genutzt werden.

In allen Fällen ist eine Fläche zur Aufnahme des Werkzeughaltesystems vorhanden, die parallel zur Spindelachse und zur Werkzeugbewegungungslinie liegt. Die Anordnung dieser Flächen [im folgenden "Werkzeughalteflächen" (3) genannt] ist für die Abmaße der Maschine, die maximale Größe der Querschlittenaufbauten und die Zugänglichkeit zu den Spannzangen und den Werkzeugen von entscheidender Bedeutung.

Gemeinsam ist allen bekannten Querschlittenanordnungen, daß die Winkel zwischen den Werkzeughalteflächen (3) und den Radialachsen (r) nicht in allen Spindellagen gleich sind.

Da alle Querschlittenwerkzeuge in der Nebenzeit aus dem Schwenkkreis des Werkstücks herausfahren müssen, werden die notwendigen Wege mit zunehmendem Winkel zur Radial­ achse größer (p < n). Desweiteren ist bei nicht radialer Schlittenbewegung (Vorschub­ bewegung des Werkzeugs erfolgt nicht auf der Radialachse) neben dem Radialfehler der Spindeltrommelbohrung auch ihr Teilungsfehler von entscheidender Bedeutung für die erziel­ bare Genauigkeit bei der Bearbeitung. Dies hat dazu geführt, daß eine radiale Bewegung des Schlittens (Vorschubbewegung des Werkzeugs erfolgt auf der Radialachse) in möglichst vielen Lagen angestrebt wird.

Um die Querschlittenanordnungen nach der Lage der Werkzeughalteflächen zu differenzieren, teilt man die Fläche zur Anordnung der Querschlittenkonsolen in die Bereiche zwischen Radialachsen und Hauptachsen [im folgenden "Mittenbereich" (4) genannt] und die Bereiche zwischen Radialachsen und Diagonalen (a oder b) [im folgenden "Eckenbereich" (5) genannt]. In einzelnen Lagen bekannter Anordnungen befinden sich die Werkzeughalteflächen (3) aus­ schließlich im Mittenbereich (Schlitten Nummer 23 bis 28). Häufig erstrecken sich auch Werk­ zeughalteflächen über beide Bereiche (Schlitten Nummer 21 und 22).

Gemeinsam ist allen bekannten Querschlittenanordnungen, daß es keine Konzeption gibt, in der alle Werkzeughalteflächen sich ausschließlich im Mittenbereich oder ausschließlich im Ecken­ bereich befinden.

Neben Spindelkreis, Arbeitsweg und Gesamtschlittenlänge (mit Werkzeug) wird die Größe des umschreibenden Quadrats maßgeblich von der Anordnung der Querschlitten mit ihren Werk­ zeughalteflächen bestimmt. Das Quadrat ist, bei sonst günstiger Konstruktion der Maschine, maßgebend für die Spindelkastenbreite (entspricht der Werkzeugraumtiefe) und somit ein wesentliches Maß für die Größe der Maschine.

Nachteilig bei bisherigen Querschlittenanordnungen ist, daß die Vielfalt der Winkel zwischen Radialachse und Werkzeughaltefläche zwangsläufig eine Vielfalt bei Querschlitten, Quer­ schlittenführungen und Querschlittensteuerungen ergibt. Diese Vielfalt führt zu Kosten.

Außerdem führen verschiedene Winkel zu verschiedenen Querschlittenwegen. Dies bedeutet für den Einrichter, daß er für den gleichen Vorschubweg von Lage zu Lage unterschiedliche Kurven und Kulissenstellungen wählen muß.

Desweiteren gibt es bei allen bisher bekannten Anordnungen Querschlitten, bei denen die Vor­ schubbewegung des Werkzeugs nicht auf der Radialachse erfolgt. In diesen Lagen wirken sich Winkelfehler der Spindeltrommelbohrung besonders deutlich aus.

Ein weiterer Nachteil der bisherigen Anordnungen besteht darin, daß keine von ihnen seitliche Mittenbereiche besitzt, die völlig frei sind von Werkzeughalteflächen und ihrem Unterbau. Hierdurch wird die Zugänglichkeit zu den Spannwerkzeugen erschwert.

Problematisch ist auch die Nutzung der unteren Mittenbereiche für Querschlittenkonsolen und Werkzeughalteflächen, da dieser Raum für einen günstigen freien Spänefall wichtig ist.

Bei den bisherigen Anordnungen wurde die Größe des umschreibenden Quadrats zwar variiert, eine Minimierung der Anschraubfläche für die Querschlittenkonsolen bislang jedoch nicht erreicht.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Querschlittenanordnung zu ent­ wickeln, die flächenmäßig günstiger ist als alle bisherigen Varianten, eine möglichst geringe Vielfalt an Bauteilen benötigt, die Bewegung der Werkzeuge auf der Radialachse in allen Lagen ermöglicht und den unteren sowie die seitlichen Mittenbereiche möglichst frei hält von Werkzeughalteflächen und ihrem Unterbau.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß alle Werkzeughalteflächen der Querschlitten ausschließlich in den Bereichen zwischen den Diagonalen des umschreibenden waagerechten Quadrats und den benachbarten Radialachsen angeordnet sind.

Zur Vereinheitlichung wird vorzugsweise ein gleicher Winkel von Werkzeughaltefläche zur Radialachse in allen Lagen genutzt. Eine in allen Lagen gleiche Schlittenführung ist damit möglich.

Zweckmäßigerweise werden die Werkzeughalteflächen so angeordnet, daß sie parallel zur jeweiligen Radialachse liegen. Dies läßt sich z. B. durch die Zusammenfassung von 2 Schlitten­ führungen zu einem gemeinsamen V-Block mit einem Winkel von 45° erreichen.

Die Anordnung der Schlittenführungen in den Eckenbereichen des umschreibenden Quadrats führt zu einem minimalen Flächenbedarf und somit zu einer geringen Baugröße der Maschine. Neben dem Raumvorteil ist der dazugehörende Kostenvorteil von Bedeutung.

Desweiteren bietet die neue Anordnung die Möglichkeit, jeweils vier Lagen gleich zu konzi­ pieren. Es entstehen somit nur zwei verschiedene Querschlittensteuerungen und, bei Verwen­ dung von V-Blöcken, nur eine Querschlittenkonsole mit 2 Führungen. Hierdurch sind Kosten­ einsparungen möglich.

Die Möglichkeit, alle Werkzeuge auf der Radialachse in das Werkstück hineinfahren zu lassen, führt zu mehreren Vorteilen:

• - Die notwendigen Leerhübe, um die Werkzeuge aus dem Schwenkkreis des Werkstücks herauszufahren, sind in allen Lagen minimal.
• - Alle Querschlitten haben den gleichen Gesamtweg. Gleiche Vorschubwege werden also in anderen Lagen mit gleicher Kurve und gleicher Kulissenstellung erreicht.
• - Die Auswirkungen der Teilungsfehler der Spindeltrommelbohrungen sind in allen Lagen gleich gering.

Die Freihaltung des unteren Mittenbereichs sorgt für einen optimalen Spänefall; die Freihaltung der seitlichen Mittenbereiche sorgt für beste Zugänglichkeit zu den Spindeln. Da alle Mitten­ bereiche freigehalten sind, steht jeder auf den Querschlitten aufgebauten Einrichtung minde­ stens ein halber Mittenbereich räumlich zur Verfügung, unabhängig von der Lage; eine Behin­ derung durch Werkzeuge auf den benachbarten Schlitten ist damit so gut wie ausgeschlossen.

Im folgenden wird eine mögliche Anordnung gemäß der Erfindung beschrieben (Fig. 1):
Die acht Spindeln sind in gewohnter Weise unter 22,5° zu den Hauptachsen (x und y) ange­ ordnet. Die Querschlitten führen die Werkzeuge auf den Radialachsen (r); die Werkzeughalte­ flächen (3) stehen somit auch unter 22,5° zu den Hauptachsen. Die Werkzeughalteflächen und die Schlittenführungen (6) befinden sich zwischen den Radialachsen (r) und den Diagonalen (a und b) des umschreibenden Quadrats. Jeweils zwei Schlittenführungen sind zu einem V-Block (7) mit einem Spitzenwinkel von 45° vereint.

Die flächenmäßigen Vorteile gegenüber einer früheren Anordnungen (gestrichelt in Fig. 3) sind anhand der umschreibenden Quadrate zu erkennen. Die Unterschiede beim Spänefall und der Spindelzugänglichkeit werden ebenfalls deutlich. Die beengten Platzverhältnisse für Quer­ schlittenaufbauten, wie sie zwischen Schlitten 22 und 23, entstehen sind in der neuen Anordnung nicht mehr vorhanden.

Claims (3)

1. Anordnung von Querschlitten bei Achtspindeldrehautomaten, dadurch gekennzeichnet, daß alle Werkzeughalteflächen der Querschlitten ausschließlich in den Bereichen zwischen den Diagonalen des umschreibenden waagerechten Quadrats und den benach­ barten Radialachsen angeordnet sind.

2. Anordnung von Querschlitten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle Werk­ zeuge unter gleichem Winkel zur Radialachse in das Werkstück hineinfahren.

3. Anordnung von Querschlitten nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß alle Werkzeughalteflächen parallel zur jeweiligen Radialachse liegen.