Verfahren zum spanabhebenden Bearbeiten von während der Bearbeitung sich nicht drehenden Werkstücken und Werkzeugmaschine zur Durchführung des Verfahrens. Von spanabhebenden Werkzeugmaschinen mit während der Bearbeitung sich nicht dre henden Werkstücken, insbesondere von Fräs und Hobelmaschinen und auch von Flächen schleifmaschinen, werden stets höhere Leistun gen und eine grössere Genauigkeit verlangt.
Es sind Werkzeugmaschinen dieser Gattung bekannt, bei denen das Werkstück auf einem beweglichen Schlitten oder Tisch und die das Werkzeug tragende Welle in einem überhän genden Teil des Maschinengestelles gelagert ist. Es sind ferner Werkzeugmaschinen sol cher Art bekannt, bei denen das Werkstück auf einem feststehenden Tisch und die das Werkzeug tragende Welle in einem sich zwecks Spanabnahme hin- und hergehenden überhän genden Teil des Maschinengestelles gelagert ist. Zur ersteren Art zählen wir die Fräs- und Hobelmaschinen (auch Shapers) mit fliegen den , der Hebelwirkung voll 'ausgesetzten Oberarmen sowohl als auch die Portalfräs- werke und die Portalhobelwerke,
bei denen der Tisch zwecks Spanabnahme sich mit dem Werkstück durch das Portal hindurch hin- und herbewegt, der Werkzeughalter während der Zerspanung sich in der Richtung der Tischbewegung nicht bewegt. Zur zweiten Art. zählen wir Spezialfräs- und -hobelmaschinen und Flächenschleifmaschinen, bei denen der Tisch mit dem Wer kstück während des Zer- spanens ortsfest bleibt., das Werkzeug dagegen zwecks Spanabnahme samt dem Arm, an dem es angebracht ist und der quer zum Tisch ver- läuft, über das Arbeitsstück hin- und her bewegt wird.
Bei all diesen Konstruktionen können, trotzdem sie als modern gelten, eventuell er hebliche Erschütterungen auftreten. Erschüt terungen (Vibrationen) beeinträchtigen die Genauigkeit der Arbeit und die Geschwindig keit der Spanabnahme. Man hat versucht, die Erschütterungen, hervorgerufen durch die Durchbiegung, dadurch zu vermindern, dass man stärker baute, in vielen Fällen so viel stärker, dass Materialaufwand und Preis in keinem Verhältnis mehr zur erzielbaren Ge nauigkeit und Leistung standen.
Besonders da, wo der Tisch mit dem Werkstück zwecks Spanabnahme hin- und herbewegt wird, steigt der Kraftbedarf oft ins Unerträgliche; ist es vom Gesichtspunkt des Kraftverbrauches doch an und für sich schon unrichtig, die schwere tote Masse von Tisch und Werkstück unter dem leichteren, ortsfesten Werkzeug hin- und lierstreichen zu lassen. An bisher bekannten Konstruktionen, bei denen der Tisch während des Zerspanens ortsfest. bleibt, wird der ge ringere Kraftverbrauch durch die grössere Vibration infolge fliegendem Werkzeugträger mehr als wettgemacht.
Je grösser die Massen lind Flächen sind, die hin- und herbewegt werden müssen (z. B. grosse und lange Tische), um so schwieriger ist es, das Spiel in den Führungen zu beherrschen und damit die Genauigkeit der Arbeit am Werkstück einzuhalten. Je besser eine Werkzeugmaschine gegen die Hauptrichtungen der Schneid- oder Ar beitsdrücke, abgestützt ist, um so weniger macht sich die bei Werkzeugmaschinen gefürchtete Hebelwirkung und damit verbundene Durch biegung bemerkbar und um so schneller und genauer ist die Arbeit.
Der Zweck der vorliegenden Erfindung besteht darin, die erwähnten Nachteile dieser bekannten Werkzeugmaschinen zu beheben, Leistung und Genauigkeit zu erhöhen, das Maschinengewicht und- den Kraftbedarf zu vermindern.
Das Verfahren gemäss der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass man das Werk stück innerhalb eines starren Rahmens fest spannt und bei in Eingriff befindlichem Werk zeug ortsfest hält und das Werkzeug innerhalb des Rahmens und parallel zu demselben über das Werkstück hinweg-führt, das Ganze zum Zwecke, schädliche Vibrationen zu vermeiden.
In der beiliegenden Zeichnung ist in Abb. 1 und 2 als beispielsweise Ausführungs form der Maschine gemäss dem Patentanspruch II eine Fräsmaschine dargestellt, und zwar in einem Schaubild und in einem Grundruss.
Die dargestellte Maschine weist einen star ren ortsfesten Rahmen auf, der eine Boden platte 1, zwei vertikale Seitenteile 2, 3 und einen noch näher zu beschreibenden Abschluss balken 7 besitzt. Zwischen den Seitenteilen 2, 3 und über der Bodenplatte ist ein zur Auf nahme des Werkstückes bestimmter Teil 4 vor gesehen, der an den Seitenteilen 2, 3 anliegt und dadurch auch den Rahmen noch zusätz- lich versteift.
Der Teil 4 kann durch Drehen der Schraubenspindel 5 zwischen den Seiten teilen 2, 3 vertikal in die jeweilige Arbeits lage eingestellt werden. In Schlitzen 6 der Seitenteile 2, 3 ist der Balken 7 des Rahmens vertikal einstellbar gelagert, in welchem ein Werkzeugschlitten 8 in der Richtung des Pfeils I hin und her verstellbar ist. Im Schlit ten 8 ist der Fräser 9 drehbar gelagert, der z. B. durch einen Elektromotor angetrieben wird. Der Vorschub des Schlittens 8 wird ebenfalls motorisch bewerkstelligt, und zwar sowohl in vertikaler Richtung wie auch im Sinne des Pfeils I.
Es sind an sich bekannte Getriebe zum selbsttätigen Umsteuern des Schlittens 8, zum Stillsetzen desselben und auch zum Vorschub des Balkens 7 in den Sei tenteilen 2, 3 vorgesehen.
Statt einen Fräser könnte ein Werkzeug zum Hobeln oder ein solches zum Schleifen des Werkstückes vorgesehen sein. Der Rahmen 1, 2, 3 und 7 könnte statt vertikal stehend, lie gend ausgebildet sein. Es bleiben Werkzeug und Werkstück, das heisst, der Punkt, an dem das Werkzeug das Werkstück angreift, immer innerhalb des Rahmens 1., 2, 3, 7. Die Arbeits drücke werden also von allen Seiten des Rahmens aufgenommen, ohne dass Kräfte durch den Rahmen hindurch in unabgestützte Teile geleitet würden.
Wie ersichtlich, ist bei der beschriebenen Werkzeugmaschine das Werkstück innerhalb des starren Rahmens aufgespannt, und während des Eingriffes des Werkzeuges bleibt es ortsfest, während die Werkzeugwelle mit dem Werkzeug 9 entlang und innerhalb einer Seite des Rahmens den vollen Arbeitsgang über das Werkstück in einer Bewegung längs des Balkens 7 ausführt.
Der Vorschub des Werkstückes 10 gegenüber dem Werkzeug in der Richtung senkrecht zum Balken 7 zwischen zwei aufeinanderfolgenden Arbeitsgängen erfolgt durch eine Querschiebe- platte 4 auf dem starren Tisch, die also ruck weise quer zum Rahmen bewegt wird. Es blei ben Werkzeug und Werkstück, das heisst der Punkt, an dem das Werkzeug das Werkstück angreift, nicht nur immer innerhalb des Rah- mens, vielmehr werden die Arbeitsdrücke stets und in jeder Lage von allen Seiten des Rah mens aufgenommen,
ohne dass Kräfte durch den Rahmen hindurch in unabgestützte Ge biete geleitet würden.
Dieses Verfahren bringt folgende Vorteile 1. Dadurch, dass die Drücke durch den durch Balken 7 geschlossenen Rahmen aufge nommen werden und keine Verwindungen vor kommen, ist eine schnellere und grössere Span abnahme gewährleistet.
2. Aus demselben Grunde ist eine grössere Genauigkeit und also eine genauer gearbeitete Fläche gewährleistet. Der Zweck ist, durch genauest gefräste oder gehobelte Flächen die teure Nachbearbeitung durch Schleifen oder Schaben in vielen Fällen zu ersparen.
3. Die nutzbare Tischfläche wird vergrö ssert, ohne dass die Maschine entsprechend schwerer oder grösser sein muss, weil nicht der Tisch sich hin und her bewegen muss, sondern das Werkzeug der ganzen Tischlänge entlang geführt wird.
4. Wegen der ausgeglichenen Belastung muss für grössere Leistung weniger Material aufgewendet werden.
5. Weil die Drücke immer innerhalb des Rahmens verlaufen und keine Hebelwirkung vorhanden ist, ist auch eine Vereinfachung in den Führungen möglich.
6. Die Motorenleistung kann herabgesetzt werden, weil die Hin- und Herbewegung der schweren toten Tisch- und Werkstückmasse dahinfällt.
Es könnte auch der Tisch 4 in seiner Höhe verstellt werden, während der Balken 7, all dein sich der Werkzeugschlitten hin- und her bewegt, in der Höhenrichtung unverrückbar bleibt. Für besondere Zwecke ist auch eine weitere Möglichkeit vorgesehen, nämlich in der Höhe verstellbarer Tisch 4 und in der Höhe verstellbarer Balken 7. Der Werkzeughalter, der entlang dein Balken 7, also parallel dem Rahmen hin- und herbewegt wird, wird durch ein Prisma geführt. Die Enden dieses Schlit tens 8 können in den Endstellungen in die Ausnehmungen 6 der Seitenteile \?, 3 hinein geführt sein, damit das Werkzeug 9 die volle Tischlänge bestreicht..
Der Antrieb des Schlit tens 8, ob bei Hobel- oder bei Fräsmaschinen, vertikal oder horizontal, oder auch bei Flä chenschleifmaschinen, geschieht durch Ver wendung bekannter Bauelemente, z. B. Wellen und Zahnräder, desgleichen der Drehbewe gung der Frässpindeln. Spindelantrieb und Schlittenvorschub können durch Zahnradge triebe oder auch stufenlos reguliert werden. Auch für die vertikale Tischverstellung sind hergebrachte Elemente vorgesehen. Die Ver stellung des Tisches kann automatisch und von Hand geschehen. Als Mittel zum Vorschub des Werkzeuges gegenüber dem Werkstück könn ten an sieh bekannte Mittel vorgesehen wer den, wie z.
B. eine Ölpumpe, eine genutete Welle mit Zahnrad und Zahnstange oder eine Zugspindel (Schraube).