DE3632389C2

DE3632389C2 -

Info

Publication number: DE3632389C2
Application number: DE19863632389
Authority: DE
Inventors: Rainer 7140 Ludwigsburg De Lothmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-09-24
Filing date: 1986-09-24
Publication date: 1990-01-04
Also published as: DE3632389A1; JPS6399111A

Description

Die Erfindung betrifft eine Einstellvorrichtung zur automatischen Einstellung eines Bohrkopfes in einer Werkzeugmaschine, bei der der Bohrkopf mit einem Aufnahmekonus zur Aufnahme in der Maschinenspindel der Werkzeugmaschine versehen ist und einen mittels einer Klemmeinrichtung festspannbaren und bei gelöster Klemmeinrichtung senkrecht zur Drehachse der Maschinenspindel verschiebbaren Schneidplattenhalter mit Schneidplatte aufweist, und bei der die Werkzeugmaschine mit einer vom Bohrkopf getrennt angeordneten mittels einer Antriebseinrichtung senkrecht zur Drehachse der Maschinenspindel verfahrbaren Schlittenanordnung versehen ist, die einen Anschlag zur Anlage an eine Anschlagfläche des Schneidplattenhalters trägt.

Eine derartige Einstellvorrichtung ist aus der DE 20 30 870 C3 bekannt. Nachteilig daran ist, daß ein Verschleiß der Schneidplatte nicht berücksichtigt bzw. kompensiert werden kann, weil die Einstellung mittels Anschlag nicht direkt an der Schneide, sondern an einem von der Schneidanlage unab hängigen Anschlag erfolgt, womit eine Einstellung der tat sächlichen Schneidenposition nicht möglich ist.

Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, eine Einstellvorrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß die Einstellung der Schneidplattenhalter derart erfolgt, daß die tatsächliche Schneidenposition erfaßt wird und somit auch der Verschleiß der Schneiden berücksichtigt ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zum Einstellen eines Bohrkopfes mit zwei Schneidplattenhaltern, wobei die Schneidplatte und Anschlagfläche des einen Schneidplattenhalters jeweils, bezogen auf die Drehachse des Bohrkopfes, der Schneidplatte und Anschlagfläche des anderen Schneidplattenhalters gegenüberliegen, zwei bezüglich der Drehachse des Bohrkopfes auf einer Linearführung gegenläufig mittels der Antriebseinrichtung verfahrbare und je einen Anschlag tragende Schlitten vorgesehen sind, und daß ferner an der Werkzeugmaschine Einstelleinrichtungen vorgesehen sind, die durch Auftreffen auf die Anschlagflächen der Schneidplattenhalter diese bis zum Anliegen der Schneidplatten (24, 24′) an den auf den Bohrdurchmesser eingestellten Anschlägen verschieben.

Man kann das Werkzeug extrem einfach ausbilden und von außen mit einer ebenfalls sehr einfachen, genau steuerbaren und in den automatischen Ablauf einer Werkzeugmaschine integrierbare Einstelleinrichtung beliebig und genau einstellen, wobei sich die oben gewünschten Vorteile hinsichtlich Raumaufwand, Stabilität etc. ausgezeichnet erreichen lassen.

Außerdem ist die automatische Einstellung exakt durchführbar, unabhängig davon, welche Lage das äußerste Ende der Schneidplatte im Verhältnis zum Schneidplattenhalter im folgenden kürzer mit "Schneidenhalter" bezeichnet hat. Das bedeutet, daß die Einstellung unabhängig von einer jeweiligen Abnützung der Schneidplatte ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es stellt dar

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel im Schnitt;

Fig. 1a einen Schnitt entlang der Linie A-A in Fig. 1;

Fig. 2 eine Seitenansicht des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1;

Fig. 3 eine Draufsicht auf das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 bzw. 2;

Fig. 4 eine Darstellung des Einstellvorgangs der Schneidenhalter bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 bis 3;

Fig. 5 eine Draufsicht auf die Darstellung nach Fig. 4 (entsprechend Fig. 3),

Fig. 6 ein Blockschaltbild zur Erläuterung der numerisch gesteuerten Einstell vorrichtung.

Der Bohrkopf wird gebildet durch den Aufnahmekonus 10 und den damit verbundenen Werkzeughalter 2. Die Verbindung erfolgt über mehrere Schrauben 6 und 7. Der Aufnahmekonus 10 sitzt mit seinem konischen Ende in einer drehangetriebenen Maschinenspindelhülse. An seinem oberen Ende ist der Werkzeughalter mit einer in radialer Richtung (senkrecht zur Drehachse der Maschinenspindel 11) versehenen im Querschnitt rechteckigen Rinne 20 versehen, die als Führung für die Schneidenhalter 1, 1′ dient. Diese sitzen in der aus der Fig. 1 ersichtlichen Form mit ihrem unteren Bereich in der Rinne 20 und sind in radialer Richtung, d. h. senkrecht zur Zeichnungsebene von Fig. 1, verschiebbar. Die beiden Schneidenhalter 1, 1′ sind an ihrem unteren Ende mit Ausnehmungen 3 bzw. 3′ versehen, die konische Spann- oder Seitenflächen 40, 40′ haben, die sich in die Schneidenhalter 1, 1′ hinein erweitern. In diese Ausnehmungen 3, 3′ hinein erstreckt sich das schwalbenschwanzförmig ausgebildete Ende 4′ einer Zugstange 4 mit Spannflächen 41, 41′. Die Zugstange 4 ist in einer Bohrung 21 im Werkzeughalter 2 geführt. Die Zugstange 4 weist an ihrem unteren Ende eine Verbreiterung 22 auf. Zwischen der nach oben gerichteten Schulter dieser Verbreiterung und dem gegenüberliegendn Ende einer Ausnehmung 23 im Werkzeughalter 2 befinden sich Tellerfedern 5. Die Tellerfedern 5 sind so eingestellt, daß sie die Zugstange nach unten ziehen und damit das schwalbenschwanzförmig ausgebildete Ende 4′ mit den Spannflächen 41, 41′ gegen die Spannflächen 40, 40′ der Ausnehmungen 3, 3′ ziehen. Dadurch erfolgt eine Klemmung der Schneidenhalter 1, 1′ in der Rinne 20 am Werkzeughalter 2.

Das Lösen dieser geschilderten Klemmung geht wie folgt vor sich: Im Aufnahmekonus 10 ist der Hebel 9 mittels Bolzen 8, 8′ drehbar gelagert. Er trägt, exzentrisch versetzt, den Bolzen 30. Dieser ist im unteren, gabelförmig ausgebildeten Ende der Zugstange 22 gelagert. Wird der Hebel 9 durch den Druckzylinder 31 an der Maschinenspindel in Richtung des Pfeils 51 verdreht, so wird die Zugstange 22 etwas angehoben, so daß sich die Klemmung der Schneidenhalter 1, 1′ durch das schwalbenschwanzförmige Ende 4′ der Zugstange 4 löst. Die Schneidenhalter 1, 1′ können dann durch externe Einrichtungen in radialer Richtung, also senkrecht zur Zeichenebene von Fig. 1, verschoben werden.

Die Schneidenhalter 1, 1′ tragen als eigentliche Schneidwerkzeuge Schneidplatten 24, 24′. Die Schneidhalter 1, 1′ weisen ferner, in radialer Richtung entgegengesetzt den Schneidplatten 24, 24′, Anschlagflächen 25, 25′ auf, die zur exakten radialen Verschiebung und damit Einstellung der Schneidenhalter 1, 1′ dienen.

Das Aufbohren einer Bohrung mit dem dargestellten Werkzeug läuft folgendermaßen ab (vgl. Fig. 4):

Die Werkzeugmaschine weist ein Einstellgerät 101 auf, das durch eine Linearführung 14 gebildet wird, auf dem die Schlitten 13 und 13′ verschiebbar angeordnet sind. Die Verschiebung erfolgt über eine Drehspindel, die von einem Motor 16 angetrieben wird.

Die Schlitten 13, 13′ tragen Anschläge 18 bzw. 18′. Ferner weist das Einstellgerät Druckzylinder 17, 17′ auf, die Einstellkolben 26, 26′ betätigen.

Im NC-Programm der Maschinensteuerung wird ein Bohrwerkzeug aus einem Magazin aufgerufen und in die Maschinenspindel 11 gesteckt. Die Maschinenspindel mit dem Bohrwerkzeug 2, 10 (von dem nur der Werkzeughalter 2 in Fig. 4 sichtbar ist) wird in die in Fig. 4 gezeigte Stellung relativ zum Einstellgerät gebracht. Damit dies erfolgen kann, werden vorher die Schlitten 13, 13′ und die Einstellkolben 26, 26′ in ihre äußerste Stellung gefahren. Dann wird in der beschriebenen Weise die Klemmung der Schneidenhalter 1, 1′ mit den Schneidplatten 24, 24′ gelöst. Jetzt werden über die Maschinensteuerung durch entsprechenden Antrieb des Motors 16 die beiden Anschläge 18, 18′ in eine solche Position gefahren, daß ihr Abstand 2 R gleich dem Durchmesser ist, dem die in radialer Richtung entgegengesetzt äußersten Spitzen der beiden Schneidplatten 24, 24′ voneinander haben sollen. Dann drücken die Einstellkolben 26, 26′ auf die Anschlagflächen 25, 25′ der Schneidenhalter 1, 1′, und zwar derart, daß die Schneidenhalter in die in Fig. 4 gezeigte Stellung geschoben werden, in der die Spitzen der Schneidplatten 24, 24′ an den Anschlägen 18, 18′ anliegen. Dann wird der Hebel 9 wieder so gedreht, daß die Schneidenhalter 1, 1′ in dieser Position festgespannt bzw. festgeklemmt werden. Danach werden die Einstellkolben 26, 26′ und die Schlitten 13, 13′ wieder in ihrer äußerste Stellung zurückgefahren. Das Bohrwerkzeug kann jetzt aus der in Fig. 4 bezeichneten Position ausgefahren werden und steht zur Bearbeitung mit dem gewünschten eingestellten Durchmesser in weiteren Arbeitsvorgängen der Werkzeugmaschine zur Verfügung.

Neben der Einstellvorrichtung nach Fig. 4 und 5 befindet sich ein Druckzylinder 31 (vgl. Fig. 1). Beim Einfahren des Werkzeuges in die Einstellvorrichtung wird der Hebel 9 vor den Druckzylinder 31 positioniert. Zum Lösen der Klemmung fährt der Druckkolben 32 in Richtung 50 gegen den Hebel 9 und dreht ihn in Richtung 51. Wie in Fig. 1a im Schnitt dargestellt ist, dreht sich nun der Hebel 9 um die Lagerung der Bolzen 8, 8′ und hebt damit über den Bolzen 30 die Zugstange 22 bzw. 4 in Richtung 52 an.

Falls die Maschine einen in die Maschinenspindel 11 einwechselbaren Meßtaster besitzt, kann nach der Bohrbearbeitung die Bohrung in bekannter Weise ausgemessen werden. Liegt der gemessene Durchmesser unterhalb der geforderten Toleranz, so kann das Bohrwerkzeug in der beschriebenen Weise auf den entsprechend korrigierten Durchmesser neu eingestellt und die Bohrung anschließend nachgearbeitet werden. Bei extrem engen Meßtoleranzen kann darüber hinaus zuerst mit Untermaß gebohrt werden und danach ein korrigierter zweiter Bohrvorgang, der von vorne herein eingeplant ist, ausgeführt werden.

Bei der vorstehend anhand eines Ausführungsbeispiels beschriebenen Erfindung ist wesentlich, daß die Einstellung des Werkzeugs von außen, also im Ausführungsbeispiel durch die Einstellkolben 26, 26′ bis zum Auftreffen der Werkzeuge auf einen voreingestellten Anschlag 18, 18′ erfolgt, und nicht durch einen internen im Werkzeug angeordneten Verstellmechanismus. Die Einstellung durch die Anschläge 18, 18′ die mit Hilfe der Schlitten 13, 13′ auf vorwählbare feste Abstände gefahren werden können, kann auch, wenn es sich - z. B. in einer Serienfertigung - um das Bohren eines Loches mit stets demselben Durchmesser handelt, dadurch erfolgen, daß das Werkzeug in eine bestimmte "Muster"-Bohrung eingefahren wird und daß darin, wenn die Schneidenhalter zum Anschlag an die Wandung der Bohrung ausgefahren bzw. verschoben werden. Entsprechend müssen dann auch die Druckzylinder 17, 17′ mit dem Einstellkolben 26, 26′ etwas anders ausgebildet sein.

Gemäß der erfindungsgemäßen Anordnung müssen die Schneidenhalter 1, 1′ mit den Schneidplatten 24, 24′ im eigentlichen Werkzeughalter 2 in radialer Richtung verschiebbar sein, wobei die Verschiebung, wie bereits mehrfach erwähnt, von außerhalb des Werkzeughalters erfolgt und an den Schneidenhaltern eben entsprechende Anschlagflächen 25, 25′, an denen die Einstellkolben 26, 26′ angreifen können, vorgesehen werden.

Zur weiteren Erläuterung dient das Blockschaltbild nach Fig. 6. Es zeigt die Werkzeugmaschine 100, einen Meßtaster 102 beim Antasten einer Werkstückbohrung 103, die Maschinensteuerung 104 und die Steuerung 105 für das Einstellgerät 101. Dies bildet den Regelkreis. Der Regelkreis ist noch zu ergänzen durch die Einstellung des Werkzeuges auf seinen Durchmesser und die Nachbearbeitung der Bohrung.

Claims

Einstellvorrichtung zur automatischen Einstellung eines Bohrkopfes in einer Werkzeugmaschine, bei der der Bohrkopf mit einem Aufnahmekonus zur Aufnahme in der Maschinenspindel der Werkzeugmaschine versehen ist und einen mittels einer Klemmeinrichtung festspannbaren und bei gelöster Klemmeinrichtung senkrecht zur Drehachse der Maschinenspindel verschiebbaren Schneidplattenhalter mit Schneidplatte aufweist, und bei der die Werkzeugmaschine mit einer vom Bohrkopf getrennt angeordneten mittels einer Antriebseinrichtung senkrecht zur Drehachse der Maschinenspindel verfahrbaren Schlittenanordnung versehen ist, die einen Anschlag zur Anlage an eine Anschlagfläche des Schneidplattenhalters trägt, dadurch gekennzeichnet, daß zum Einstellen eines Bohrkopfes (2) mit zwei Schneidplattenhaltern (1, 1′) wobei die Schneidplatte (24) und Anschlagfläche (25) des einen Schneidplattenhalters jeweils, bezogen auf die Drehachse des Bohrkopfes, der Schneidplatte (24′) und Anschlagfläche (25′) des anderen Schneidplattenhalters gegenüberliegen, zwei bezüglich der Drehachse des Bohrkopfes auf einer Linearführung (14) gegenläufig mittels der Antriebseinrichtung (16) verfahrbare und je einen Anschlag (18, 18′) tragende Schlitten (13, 13′) vorgesehen sind, und daß ferner an der Werkzeugmaschine Einstelleinrichtungen (17, 26; 17′, 26′) vorgesehen sind, die durch Auftreffen auf die Anschlagflächen (25, 25′) der Schneidplattenhalter (1, 1′) diese bis zum Anliegen der Schneidplatten (24, 24′) an den auf den Bohrdurchmesser (2 R) eingestellten Anschlägen (18, 18′) verschieben.