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Vorrichtung zum Aufnehmen und Bewegen eines Werkstückes für die spanabhebende Bearbeitung von Drallnuten
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufnehmen und Bewegen eines Werkstückes für die spanabhebende Bearbeitung von Drallnuten, bei welcher auf einem Gestell, in dem eine Werkstückaufnahmespindel drehbar und längsverschiebbar gelagert ist, ein Tragteil und eine zur Drehachse der Werkstückaufnahmespindel winkelrechte Einstellachse drehverstellbar und feststellbar am Gestell angeordnet ist, am Tragteil ein Schlitten in einer zur Einstellachse winkelrechten Richtung geführt und eine Vorrichtung zum Bewegen dieses Schlittens vorhanden ist, und an einem in bezug auf die Werkstückaufnah-
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zur Drehachse der Werkstückaufnahmespindel winkelrechten Ebene und in einer zur Einstellachse des Tragteiles winkelrechten Ebene liegt,
wobei diese Zahnstange mit dem Schlitten gelenkig verbunden ist, so dass eine gegenseitige Schwenkung um eine zur Einstellachse parallele Achse möglich, eine gegenseitige Verschiebung aber unmöglich ist.
In einer solchen Vorrichtung wird jede Bewegung des Schlittens in zwei Komponenten zerlegt ; die in Richtung der Drehachse der Werkstückaufnahmespindel verlaufende Bewegungskomponente wird durch die Zahnstange mittels des Mitnehmers auf die Werkstückaufnahmespindel übertragen, wogegen die dazu senkrechte Komponente über die Zahnstange eine Drehbewegung der Werkstückaufnahmespindel herbeiführt. Daraus ergibt sich, dass an einem in der Werkstückspindel eingespanntes Werkstück mit Hilfe eines in bezug auf die Vorrichtung ortsfesten Werkzeuges Drallnuten bearbeitet werden können. Allerdings sind beim bekannten Apparat nur in einer zylindrischen Mantelfläche solche Drallnuten bearbeitbar.
Nebenbei sei erwähnt, dass Formfräser, die in irgend einer Weise eingearbeitete Drallnuten haben, bekannt sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Bauart so weiter zu entwickeln, dass sie auch zum Aufnehmen und Bewegen von Werkstücken geeignet ist, bei denen Drallnuten an einer nicht zylindrischen Rotationsfläche zu bearbeiten sind.
Erfindungsgemäss soll diese Aufgabe dadurch gelöst werden, dass das Gestell in einer zur Einstell-
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mer zum Abtasten der Schablone bei seiner Bewegung zusammen mit der Werkstückaufnahmespindel mit einem Taster versehen ist.
Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Apparates in einem Schnitt in einer Ebene durch die Einstellachse dar.
Mit 1 ist ein topfförmiges Gestell bezeichnet, in dessen Mantelwand zwei Lagerbüchsen 2, festsitzen, in welchen eine die Teile 3, 4, 5, 6 aufweisende, unvollständig dargestellte Werkstückaufnahmespindel drehbar und längsverschiebbar gelagert ist. Auf dem oberen Rand des Gestells 1 ist ein Tragteil 7 um eine vertikale, zur horizontalen Drehachse der Werkstückaufnahmespindel winkelrechte Einstellachse drehverstellbar gelagert und mittels eines Ringes 8 und mindestens einer zugehörigen Schraube 9 feststellbar. Am Tragteil 7 ist ein Schlitten in einer zur Einstellachse winkel-
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rechten Richtung geführt und eine Vorrichtung zur Bewegung dieses Schlittens vorhanden.
Im gezeigten Beispiel besteht der Schlitten (vereinfacht) aus einer in einer Durchmessernut des Tragteiles 7 verschiebbar gelagerten Zahnstange 15 und einer unmittelbar darunter gelegenen Platte 15a ; die Mittel zum Bewegen des Schlittens 15, 15a weisen eine von Hand betätigbare Kurbel 10 und eine Welle 11 auf, deren unterer Endteil als Ritzel ausgebildet ist, welches mit der Zahnstange 15 kämmt ; die Welle 11 ist in einem, auf der Oberseite des Tragteiles 7 befestigten Lager 12 drehbar und herausziehbar gelagert. Zwischen den Teilen 3, 4 einerseits und dem Teil 6 der Werkstückaufnahmespindel anderseits ist ein Mitnehmer 13 unverschiebbar gehalten. Dieser auf dem Teil 5 der Werkstückaufnahmespindel lose drehbar angeordnete Mitnehmer 13 ist gegen Drehung in bezug auf das Gestell 1 gesichert.
Er hat an seiner Oberseite eine Quernut, in welcher eine Zahnstange 14 in einer Richtung geführt ist, die stets zugleich in einer zur Drehachse der Werkstückaufnahmespindel winkelrechten Ebene und in einer zur Einstellachse des Tragteiles winkelrechten (im gezeigten Beispiel horizontalen) Ebene liegt. Diese Zahnstange 14 kann mit ihrer Oberseite an der Unterseite der Schlittenplatte 15a gleiten und kämmt mit einem Ritzel 4a, das am inneren Ende des Werkstückaufnahmespindelteiles 4 ausgebildet ist, oder aber statt dessen irgendwie an der Werkstückaufnahmespindel befestigt sein könnte.
Durch einen zylindrischen Stift 16, der in einem vertikalen Blindloch 17 der Zahnstange 14 festsitzt und der sich durch Bohrungen der Schlittenteile 15, 15a hindurch erstreckt, ist die Zahnstange 14 so mit dem Schlitten verbunden, dass eine gegenseitige Schwenkung um die zur Einstellachse parallele geometrische Längsachse des Stiftes 16 möglich, eine gegenseitige Verschiebung aber unmöglich ist. In der Zeichnung ist der Tragteil 7 in einer Einstellage gezeigt, in welcher die Bewe-
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Kurbel 10, bewirkt in diesem Falle lediglich eine Bewegung der Zahnstange 14 in der gleichen Richtung und somit eine entsprechende Drehung der Werkstückaufnahmespindel.
Nimmt aber der Tragteil 7 eine andere Einstellage ein, so ist die durch Betätigung der Handkurbel 10 hervorgerufene Bewegung des Schlittens 15, 15a in zwei Komponenten zerlegbar ; die eine dieser Komponenten ist parallel zur Drehachse der Werkstückaufnahmespindel gerichtet und wird durch den Stift 16 und die Zahnstange 14 auf den Mitnehmer 13 und durch diesen auf die Werkstückaufnahmespindel übertragen zur Bewegung derselben in deren Längsrichtung ; die andere Komponente verläuft parallel zur Zahnstange 14 und bewirkt durch diese im Zusammenwirken mit dem Ritzel 4a eine Drehung der Werkstückaufnahmespindel.
Das Gestell 1 ist in einer zur Einstellachse des Tragteiles 7 parallelen Richtung auf einem Gehäuse 18 verschiebbar geführt, das mit Mitteln zum lösbaren Festhalten einer Schablone versehen ist. Die Mittel zum Führen des Gestells 1 am Gehäuse 18 sind nicht im einzelnen dargestellt. Sie weisen beispielsweise vier rohrförmige Teile 19 auf, die im Bodenteil des Gestells 1 festgespannt sind und die in koaxialen, im Gehäuse 18 festsitzenden Büchsen 20 verschiebbar sind. Die Mittel zum lösbaren Festhalten einer mit S bezeichneten Schablone weisen zwei im Gehäuse 18 festsitzende Buchsen 21, 22 eine in der Buchse 21 eingesetzte Lagerspitze 23 und eine Kappenmut-
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Längsrichtung innerhalb enger Grenzen einstellbar und festsetzbar ist.
Ferner ist der wie schon erwähnt gegen Drehung in bezug auf das Gestell l gesicherte Mitnehmer 13 zum Abtasten einer solchen festgehaltenen Schablone S bei seiner Bewegung zusammen mit der Werkstückaufnahmespindel in deren Längsrich- tung eingerichtet. An der Unterseite des Mitnehmers 13 ist nämlich mittels Schrauben 26 ein Taststiftträger 27 befestigt, in welchem ein Taststift 28 vorzugsweise auswechselbar eingesetzt ist. Bei der Längsbewegung der Werkstückaufnahmespindel samt dem Mitnehmer 13 wird die Schablone S längs der oben liegenden Mantellinie abgetastet, wobei je nach Verlauf dieser Mantellinie das Gestell 1 samt allen von ihm getragenen Teilen, also auch samt dem Werkstück, eine Hebeoder Absenkbewegung erfährt.
Diese Mantellinie kann im Längsprofil dieser Schablone geradlinig sein, wie im gezeigten Beispiel, oder sie kann irgendwie gekrümmt sein, entsprechend dem Längsprofil einer Werkstückmantelfläche, an welcher Drallnuten zu bearbeiten sind.
Die Hebebewegung des Gestells ist dadurch begrenzt, dass eine im Gestellboden fest eingeschraubte Schraube 29 mit ihrem Kopf an einem Innenflansch des Gehäuses 18 anstösst.
Mit 30 ist ein Balg aus Gummi od. dgl. Material bezeichnet, der auf den einander benachbarten Enden des Gestells 1 und des Gehäuses 18 aufgezogen ist und dazu dient, das Innere der Vorrich-
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tung gegen Verunreinigungen zu schützen.
Wie in früheren Ausführungen das Gestell l, so ist nunmehr das Gehäuse 18 um eine mit der Einstellachse des Tragteiles 7 zusammenfallende Achse dreheinstellbar auf einer Aufspannplatte 31 gelagert und mittels eines Bolzens 32 und eines Exzenters 33 auf dieser Aufspannplatte 31 festsetzbar. Diese Dreheinstellung dient lediglich zur Erleichterung des Einrichtens des Apparates auf einer Werkzeugmaschine, nachdem die Aufspannplatte 31 auf dem Tisch einer solchen Maschine üblicherweise festgespannt worden ist.
In vertikalen Bohrungen von inneren Verdickungen des Gehäuses 18 sind Federn 34 eingelassen, die gegen die Unterseite des Gestells 1 drücken und so den Taststift 28 weitgehend vom Gewicht des Gestells 1 und der von ihm getragenen Teile entlasten.
Am gezeigten Ausführungsbeispiel könnten mannigfache Änderungen vorgenommen werden. Es könnte z. B. an Stelle des Handkurbelantriebes des Schlittens 15, 15a ein motorischer Schlittenantrieb vorgesehen sein.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zum Aufnehmen und Bewegen eines Werkstückes für die spanabhebende Bearbeitung von Drallnuten, bei welcher auf einem Gestell, in dem eine Werkstückaufnahmespindel drehbar und längsverschiebbar gelagert ist, ein Tragteil um eine zur Drehachse der Werkstückaufnahmespindel winkelrechte Einstellachse drehverstellbar und feststellbar am Gestell angeordnet ist, am Tragteil ein Schlitten in einer zur Einstellachse winkelrechten Richtung geführt und eine Vorrichtung zum Bewegen dieses Schlittens vorhanden ist, und an einem in bezug auf die Werkstückaufnahmespindel unverschiebbaren Mitnehmer eine mit einem an der Werkstückaufnahmespindel ausgebildeten oder befestigten Ritzel kämmende Zahnstange in einer Richtung geführt ist,
die stets zugleich in einer zur Drehachse der Werkstückaufnahmespindel winkelrechten Ebene und in einer zur Einstellachse des Tragteiles winkel-
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eine Schablone (S) lösbar befestigt ist, und dass der gegen Drehung in bezug auf das Gestell (1) gesicherte Mitnehmer (13) zum Abtasten der Schablone bei seiner Bewegung zusammen mit der Werkstückaufnahmespindel mit einem Taster (28) versehen ist.
2. VorrichtungnachAnspruch l, dadurch gekennzeichnet,. dass das Gehäuse (18) um eine mit der Einstellachse des Tragteiles zusammenfallende Achse auf einer Aufspannplatte (31) dreheinstellbar und festspannbar ist.
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Device for picking up and moving a workpiece for the machining of twist grooves
The invention relates to a device for picking up and moving a workpiece for the machining of twist grooves, in which on a frame in which a workpiece holding spindle is rotatably and longitudinally displaceably mounted, a support part and an adjusting axis at right angles to the axis of rotation of the workpiece holding spindle are arranged on the frame so as to be rotatable and lockable is, a slide is guided in a direction at right angles to the setting axis on the support part and a device for moving this slide is present, and on one with respect to the workpiece holder
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is perpendicular to the axis of rotation of the workpiece mounting spindle and in a plane perpendicular to the adjustment axis of the support part,
this rack being articulated to the slide so that mutual pivoting about an axis parallel to the adjustment axis is possible, but mutual displacement is impossible.
In such a device, every movement of the carriage is broken down into two components; the movement component running in the direction of the axis of rotation of the workpiece mounting spindle is transmitted to the workpiece mounting spindle by the rack by means of the driver, whereas the component perpendicular to it causes the workpiece mounting spindle to rotate via the rack. This means that twist grooves can be machined on a workpiece clamped in the workpiece spindle with the aid of a tool that is stationary with respect to the device. In the known apparatus, however, such twist grooves can only be machined in a cylindrical jacket surface.
Incidentally, it should be mentioned that form milling cutters are known that have twist grooves machined in some way.
The invention is based on the object of further developing a device of the type mentioned at the outset in such a way that it is also suitable for picking up and moving workpieces in which twist grooves are to be machined on a non-cylindrical surface of revolution.
According to the invention, this object is to be achieved in that the frame in a
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mer is provided with a button for scanning the template during its movement together with the workpiece mounting spindle.
The drawing shows an embodiment of the apparatus according to the invention in a section in a plane through the adjustment axis.
1 with a cup-shaped frame is referred to, in the jacket wall of two bearing bushes 2, are fixed, in which an incompletely shown workpiece receiving spindle is rotatably and longitudinally displaceable, the parts 3, 4, 5, 6 having. On the upper edge of the frame 1, a support part 7 is mounted so as to be rotatable about a vertical adjustment axis at right angles to the horizontal axis of rotation of the workpiece mounting spindle and can be locked by means of a ring 8 and at least one associated screw 9. On the support part 7 is a slide in an angle to the adjustment axis
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right direction and a device for moving this carriage is available.
In the example shown, the slide consists (simplified) of a toothed rack 15, which is mounted displaceably in a diameter groove of the support part 7, and a plate 15a located directly below it; the means for moving the slide 15, 15a have a manually operable crank 10 and a shaft 11, the lower end part of which is designed as a pinion which meshes with the rack 15; the shaft 11 is rotatably mounted in a bearing 12 attached to the top of the support part 7 and can be pulled out. A driver 13 is held immovably between the parts 3, 4 on the one hand and the part 6 of the workpiece mounting spindle on the other hand. This driver 13, which is loosely rotatably arranged on part 5 of the workpiece receiving spindle, is secured against rotation with respect to frame 1.
It has a transverse groove on its upper side in which a rack 14 is guided in a direction that is always at the same time in a plane perpendicular to the axis of rotation of the workpiece mounting spindle and in a plane perpendicular to the adjustment axis of the support part (horizontal in the example shown). This rack 14 can slide with its upper side on the underside of the slide plate 15a and meshes with a pinion 4a which is formed at the inner end of the workpiece mounting spindle part 4, or could instead be fastened somehow to the workpiece mounting spindle.
The rack 14 is connected to the carriage by a cylindrical pin 16, which is fixed in a vertical blind hole 17 of the rack 14 and which extends through bores in the carriage parts 15, 15a, so that a mutual pivoting about the geometric longitudinal axis parallel to the adjustment axis of the pin 16 possible, but mutual displacement is impossible. In the drawing, the support part 7 is shown in an adjustment position in which the movement
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In this case, the crank 10 merely causes the rack 14 to move in the same direction and thus a corresponding rotation of the workpiece holding spindle.
If, however, the support part 7 assumes a different setting position, the movement of the slide 15, 15a caused by actuation of the hand crank 10 can be broken down into two components; One of these components is directed parallel to the axis of rotation of the workpiece mounting spindle and is transmitted through the pin 16 and the rack 14 to the driver 13 and through the latter to the workpiece mounting spindle for moving the latter in the longitudinal direction thereof; the other component runs parallel to the rack 14 and, in cooperation with the pinion 4a, causes the workpiece mounting spindle to rotate.
The frame 1 is displaceably guided in a direction parallel to the adjustment axis of the support part 7 on a housing 18 which is provided with means for releasably holding a template. The means for guiding the frame 1 on the housing 18 are not shown in detail. They have, for example, four tubular parts 19 which are clamped in the bottom part of the frame 1 and which can be displaced in coaxial bushings 20 which are fixed in the housing 18. The means for releasably holding a template denoted by S have two sockets 21, 22 fixed in the housing 18, a bearing tip 23 inserted in the socket 21 and a cap nut
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The longitudinal direction can be adjusted and fixed within narrow limits.
Furthermore, the driver 13 secured against rotation with respect to the frame 1, as already mentioned, is set up for scanning such a fixed template S during its movement together with the workpiece receiving spindle in its longitudinal direction. On the underside of the driver 13 a stylus support 27 is namely fastened by means of screws 26, in which a stylus 28 is preferably inserted exchangeably. During the longitudinal movement of the workpiece receiving spindle together with the driver 13, the template S is scanned along the surface line above, with the frame 1 including all parts carried by it, including the workpiece, experiencing a lifting or lowering movement depending on the course of this surface line.
This surface line can be straight in the longitudinal profile of this template, as in the example shown, or it can be somehow curved, corresponding to the longitudinal profile of a workpiece surface on which twist grooves are to be machined.
The lifting movement of the frame is limited by the fact that a screw 29 firmly screwed into the base of the frame hits an inner flange of the housing 18 with its head.
With 30 a bellows made of rubber or the like. Material is designated, which is drawn onto the adjacent ends of the frame 1 and the housing 18 and serves to open the interior of the device.
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to protect against contamination.
As with the frame 1 in earlier versions, the housing 18 is now mounted on a mounting plate 31 so that it can rotate about an axis coinciding with the adjustment axis of the support part 7 and can be fixed on this mounting plate 31 by means of a bolt 32 and an eccentric 33. This rotary setting is only used to facilitate the setting up of the apparatus on a machine tool after the clamping plate 31 has usually been clamped on the table of such a machine.
In vertical bores of inner thickenings of the housing 18 springs 34 are embedded, which press against the underside of the frame 1 and thus largely relieve the stylus 28 of the weight of the frame 1 and the parts carried by it.
Various changes could be made to the exemplary embodiment shown. It could e.g. B. instead of the hand crank drive of the carriage 15, 15a, a motorized carriage drive can be provided.
PATENT CLAIMS:
1. Device for picking up and moving a workpiece for the machining of twist grooves, in which on a frame in which a workpiece mounting spindle is rotatably and longitudinally displaceably mounted, a support part is arranged on the frame so that it can be rotated and locked about an adjustment axis at right angles to the axis of rotation of the workpiece mounting spindle a carriage is guided on the support part in a direction perpendicular to the setting axis and a device for moving this carriage is present, and a rack, which meshes with a pinion formed or fastened on the workpiece mounting spindle, is guided in one direction on a driver which is immovable with respect to the workpiece mounting spindle,
which is always at the same time in a plane at right angles to the axis of rotation of the workpiece holding spindle and in an angle
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a template (S) is detachably attached, and that the driver (13) secured against rotation with respect to the frame (1) for scanning the template as it moves together with the workpiece mounting spindle is provided with a button (28).
2. Device according to Claim l, characterized in that. that the housing (18) can be rotated and clamped on a clamping plate (31) about an axis coinciding with the adjustment axis of the support part.