Verfahren und Vorrichtung zum Bearbeiten der Oberfläche von langgestreckten Werkzeugen

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens; Siehe beispielsweise US-A 3 863 691.

[0002] Beim Konturenfräsen und/oder beim Konturenschleifen von Oberflächenkonturen mit parallelen Höhenlinien, d. h. mit parallelen Linien gleicher Profildicke wurden bisher die Werkstücke mit ihrer Längserstreckung parallel zur Durchlaufrichtung auf einen Förderer aufgelegt und unter einer Kopierfräse und/oder einem Kopierschleifaggregat hindurchgeführt, deren Werkzeugachsen senkrecht zur Durchlauf-, d. h. Förderrichtung ausgerichtet waren. Bei einer derartigen Herstellung und/oder Bearbeitung von Oberflächenkonturen tritt das Problem auf, daß auf Grund der Werkstoffeigenschaften der Werkstücke die Fräs-und/oder Schleifwerkzeuge längs ihrer Achse unterschiedlich beansprucht und demzufolge unterschiedlich verschlissen werden. Es kommt zu Rillenbildungen, die das Werkzeug für nachfolgende Bearbeitungen unbrauchbar machen. Dieses Problem ist besonders schwerwiegend bei der Bearbeitung der Fugenseite oder Fugenfläche von Schicht- oder Lamellen-Verbundwerkstoffen. Die Schicht-oder Lamellenfugen erzeugen bei derartigen Verbundwerkstoffen Verschleißspuren wie z. B. Rillen an den Werkzeugen.

[0003] Bisher wurde dem Umstand einer vorzeitigen Rillenbildung an den Werkzeugen dadurch begegnet, daß die Werkstücke nach jedem Bearbeitungs-, beispielsweise Fräsvorgang um eine bestimmte Strecke parallel zur Längsachse bzw. Vorschubrichtung versetzt wurden. Dies hatte jedoch den Nachteil, daß während der Bearbeitung eines Werkstückes während der gesamten Bearbeitungszeit die Arbeit immer an der gleichen Werkzeugumfangslinie durchgeführt wurde, so daß dennoch ungleichförmige Abnutzungen bzw. Rillenbildungen auftraten. Bei der Bearbeitung von Verbundwerkstoffen wurde auch kein gleichmäßiges Ausnutzen der Werkzeuge zustandegebracht, da der seitliche Versatz nie genau der Schicht- oder Lamellenbreite des Verbundwerkstoffes angepaßt werden konnte.

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die Werkzeugstandzeit bei dem Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu verbessern und eine entsprechende Vorrichtung anzugeben.

[0005] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch das im Patentanspruch 1 angegebene Arbeitsverfahren bzw. Vorrichtung gemäß Patentanspruch 3 gelöst.

[0006] Das erfindungsgemäße Verfahren hat zur Folge, daß durch den ersten Arbeitsverfahrensschritt das Werkstück beim Durchlauf stetig parallel zur Wirkungsachse des Werkzeuges quer verschoben wird, so daß eine Werkzeugumfangswirkungslinie fortlaufend in Breitenrichtung des Werkzeuges wandernde Bereiche bearbeitet. Um die zu kopierende Oberflächenkontur nicht zu verzerren, können die Werkzeugachse und die Richtung der Längserstreckung des Werkstückes senkrecht zueinander eingestellt werden.

[0007] Bei der Bearbeitung der Fugenseite oder Fugenfläche eines Schicht- oder Lamellen-Verbundwerkstoffes wird die Vorschubbewegung unter dem spitzen Winkel α zur Richtung der Werkstoff-Fugen durchgeführt. Diese Verbundwerkstoffe können beispielsweise aus dem gleichen Material, wie beispielsweise Holz oder die verschiedenen Lamellen oder Schichten des Verbundwerkstoffes können auch aus unterschiedlichen Materialien bestehen. Bei diesen Materialien ist wegen der unterschiedlichen Materialeigenschaften, z. B. wegen der unterschiedlichen Härte der verschiedenen Lagen das Problem der Rillenbildung bzw. der ungleichmäßigen Abnutzung des Werkzeuges besonders gravierend.

[0008] Eine Verbesserung der Werkzeugstandzeit ermöglicht die Erfindung dadurch, daß bei jedem Arbeitsdurchgang die gesamte Arbeitsbreite des Werkzeuges gleichmäßig beaufschlagt wird. Dazu wird bei vorgegebener Werkzeugbreite der spitze Winkel α so eingestellt, daß er dieser Bedingung genügt:

B =

Werkzeugbreite

1 =

Länge der Werkstückachse (16)

b =

Breite des Werkstückes

n =

Anzahl der parallelen Werkstücke

[0009] Zur Erhöhung der Arbeitsgeschwindigkeit können die Werkstücke automatisch quer zur Durchlaufrichtung zugeführt werden. Dabei ist es vorteilhaft, daß die Werkstücke bei der Zuführung senkrecht zur Längserstreckung oder zur Fugenrichtung in Richtung parallel zur Werkzeugachse bewegt werden. Die Zuführung kann mittels eines Querförderers oder aus einem Magazin erfolgen.

[0010] Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens weist einen Längsförderer für das Werkstück auf, der sich unter einem heb- und senkbaren, spanenden Werkzeug hindurcherstreckt, wobei die Achse des Werkzeuges zur Bewegungsrichtung des Längsförderers unter einem Winkel 90° - α einstellbar ist. Durch diese Schrägstellung wird sichergestellt, daß bei einem entsprechend aufgelegten Werkstück dessen Längserstreckung und die Werkzeugachse zueinander senkrecht verlaufen, um eine Verzerrung der gewünschten Kontur zu verhindern.

[0011] Bei dieser Vorrichtung können zur Durchführung mehrerer Bearbeitungsgänge entsprechende Werkzeuge hintereinander angeordnet werden.

[0012] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung soll in der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Fig. der Zeichnung erläutert werden.

[0013] Es zeigen:

Fig. 1

eine Draufsicht auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens,

Fig. 2

eine Seitenansicht der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung
und

Fig. 3

eine Ansicht der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Vorrichtung in Durchlaufrichtung gesehen.

[0014] Wie die Fig. zeigen, weist die Vorrichtung einen Maschinenständer 1 auf. An diesem Maschinenständer 1 ist der in Fig. 3 dargestellte Vorschubtisch 2 auf Kugelführungsbüchsen 3 in axialer Richtung hin- und herverschiebbar gelagert. Am Maschinenständer 1 ist seitlich das Werkzeugaggregat 4 montiert. Dieses Werkzeugaggregat 4 trägt ein höhenverstellbares spanendes Werkzeug, das beim dargestellten Ausführungsbeispiel als Kopierfräse 5 ausgebildet ist. Diese Kopierfräse 5 wird am Werkzeugaggregat 4 bei der Bearbeitung in gesteuerter Weise auf-und abbewegt, wie es schematisch durch den Pfeil 6 veranschaulicht ist. Statt einer Kopierfräse 5 kann das Werkzeug ein Kopierschleifaggregat sein. Ferner besteht die Möglichkeit, in Durchlaufrichtung 7, d. h. in der Vorschubrichtung des Vorschubtisches 2 hintereinander mehrere Werkzeugaggregate 4 in entsprechender Weise anzuordnen.

[0015] Wie die Fig. 1 zeigt, schließen die Längserstreckung und die Durchlaufrichtung 7 des Werkstückes 9 einen Winkel α ein. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel wird der

[0016] Fall veranschaulicht, bei dem zwei parallel nebeneinander angeordnete, langgestreckte Werkstücke 9 bearbeitet werden. Bei diesen Werkstücken 9 handelt es sich, wie schematisch gezeigt, um Schicht- oder Lamellen-Verbundwerkstoffe, deren Fugenseite schematisch durch die Fugen 10 dargestellt ist. In dieses Werkstück 9 sollen mittels des Kopierfräsers 5 Konturen eingeschnitten werden. Ein Beispiel einer derartigen Kontur 11 ist auf der linken Seite der Fig. 2 dargestellt. Das dort gezeigte Werkstück 9 ist bereits bearbeitet.

[0017] Wie die Fig. 1 zeigt, werden die Werkstücke 9 mit ihren Seitenkanten 12 unter einem spitzen Winkel α gegenüber der Durchlaufrichtung 7 auf den Vorschubtisch 2 aufgegeben.

[0018] Wie die Fig. 1 ferner zeigt, verläuft die Werkzeugachse 8 zur Seitenkante 12 des Werkstückes 9 senkrecht.

[0019] Es ist zu erkennen, daß bei einem derartigen Konturenfräsen Konturen erzeugt werden, die parallel zueinander verlaufende Höhenlinien bzw. parallele Linien gleicher Profildicke haben.

[0020] In der Durchlaufrichtung 7 des Vorschubtisches 2 ist, wie Fig. 1 zeigt, vor dem Werkzeugaggregat 4 ein Magazin 13 angeordnet. Dieses Magazin 13 nimmt einen Stapel Werkstücke 9 auf. Diese Werkstücke 9 werden von einer Beschickungsvorrichtung 14 aus dem Magazin 13 entnommen und auf den Vorschubtisch 2 aufgelegt. Diese Beschickungsvorrichtung 14 ist, wie der Pfeil 15 veranschaulicht, derart ausgerichtet, daß eine Beschickung parallel zur Werzeugachse 8 des Kopierfräsers 5 erfolgt, d. h. die Werkstücke 9 werden mit ihrer Seitenkante 12 bzw. unter einem spitzen Winkel α gegenüber der Durchlaufrichtung 7 automatisch auf den Vorschubtisch 2 aufgegeben und dort pneumatisch und/oder hydraulisch festgespannt.

Ansprüche

1. Verfahren zum Bearbeiten durch Fräsen oder Schleifen der Oberfläche langgestreckter Werkstücke, insbesondere von solchen aus Schicht- oder Lamellen-Verbundwerkstoffen, deren Oberflächenkonturen parallel zueinander und quer zur Richtung der Werkstücklängserstreckung verlaufende Höhenlinien (Linien gleicher Profildicke) aufweisen, wobei die entsprechend dem Konturenverlauf rechtwinklig zur Werkstückoberfläche auf- und ab bewegte Drehachse eines Fräs- oder Schleifwerkzeuges parallel zu den Höhenlinien verlaufend ausgerichtet wird, und wobei zwischen dem Werkstück und dem Werkzeug eine relative Vorschubbewegung im wesentlichen in Richtung der Werkstücklängserstreckung ausgeführt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Vorschubbewegung unter einem spitzen Winkel "α" zur Richtung der Werkstücklängserstreckung ausgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
bei der Bearbeitung von Werkstücken aus Verbundwerkstoffen die Vorschubbewegung unter dem spitzen Winkel "α" zur Richtung der Werkstoff-Fugen ausgeführt wird.

3. Vorrichtung zum Bearbeiten durch Fräsen oder Schleifen der Oberfläche langgestreckter Werkstücke, insbesondere von solchen aus Schicht- oder Lamellen-Verbundwerkstoffen, deren Oberflächenkonturen parallel zueinander und quer zur Richtung der Werkstücklängserstreckung verlaufende Höhenlinien (Linien gleicher Profildicke) aufweisen, wobei die entsprechend dem Konturenverlauf rechtwinklig zur Werkstückoberfläche auf- und ab bewegte Drehachse eines Fräs- oder Schleifwerkzeuges parallel zu den Höhenlinien verlaufend ausgerichtet wird, und wobei zwischen dem Werkstück und dem Werkzeug eine relative Vorschubbewegung im wesentlichen in Richtung der Werkstücklängserstreckung ausgeführt wird, wobei ferner
die Vorschubbewegung unter einem spitzen Winkel "α" zur Richtung der Werkstücklängserstreckung ausgeführt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Werkzeugachse unter einem Winkel 90 - α zur Bewegungsrichtung des Längsförderers einstellbar ist.

Claims

1. Process for finishing by milling or grinding the surface of elongated workpieces, more particularly of those made from layered or lamellar compound materials whose surface contours have contour lines (lines of equal profile thickness) running parallel to each other and transversely to the direction of the longitudinal extension of the workpiece wherein the turning axis of a milling or grinding tool moved up and down at right angles to the workpiece surface corresponding to the contour path is aligned running parallel to the contour lines, and wherein a relative advancing movement between the workpiece and tool is carried out substantially in the direction of the longitudinal extension of the workpiece,
characterised in that the advancing movement is carried out at an acute angle "α" to the direction of the longitudinal extension of the workpiece.

2. Process according to claim 1
characterised in that when finishing workpieces made of compound materials the advancing movement is carried out at an acute angle "α" to the direction of the material seams.

3. Apparatus for finishing by milling or grinding the surface of elongated workpieces, more particularly of those made of layered or lamellar compound materials, whose surface contours have contour lines (lines of equal profile thickness) running parallel to each other and across the direction of the longitudinal extension of the workpiece wherein the rotary axis of a milling or grinding tool moved up and down at right angles to the workpiece surface corresponding to the contour path is aligned running parallel to the contour lines and wherein a relative advancing movement between the workpiece and tool is carried out substantially in the direction of the longitudinal extension of the workpiece wherein furthermore the advancing movement is carried out at an acute angle "α" to the direction of the longitudinal extension of the workpiece,
characterized in that
the tool axis is adjustable at an angle 90 - α to the direction of movement of the longitudinal conveyor.

Revendications

1. Procédé pour l'usinage par fraisage ou meulage de la surface de pièces allongées, notamment de pièces à usiner réalisées à partir de matériaux composites en couches ou en lamelles dont les contours de surface présentent des lignes de hauteur s'étendant parallèlement entre elles et transversalement à la direction longitudinale de la pièce à usiner (les lignes de hauteur sont les lignes de même épaisseur de profil), l'axe rotatif, déplacé vers le haut et vers le bas à angle droit par rapport à la surface de la pièce à usiner en fonction de l'allure du contour, d'un outil de fraisage ou de meulage étant dirigé paralllèlement aux lignes de hauteur, et entre la pièce à usiner et l'outil un mouvement d'avance relatif étant effectué essentiellement dans la direction longitudinale de la pièce à usiner,
caractérisé en ce que
le mouvement d'avance est effectué selon un angle aigu "α" par rapport à la direction longitudinale de la pièce à usiner.

2. Procédé selon la revendication 1,
caractérisé en ce que lors de l'usinage de pièces à usiner en matériaux composites, le mouvement d'avance est effectué sous l'angle aigu "α" par rapport à la direction des joints de la pièce à usiner.

3. Dispositif pour l'usinage par fraisage ou meulage de la surface de pièces allongées, notamment de pièces à usiner réalisées à partir de matériaux composites en couches ou en lamelles dont les contours de la surface présentent des lignes de hauteur s'étendant parallèlement entre elles et transversalement à la direction longitudinale de la pièce à usiner (les lignes de hauteur sont les lignes de même épaisseur de profil), l'axe rotatif déplacé vers le haut et vers le bas et angle droit par rapport à la surface de la pièce à usiner en fonction de l'allure de contour d'un outil de fraisage ou de meulage parallèlement aux lignes de hauteur, et entre la pièce à usiner et l'outil un mouvement d'avance étant réalisé sensiblement dans la direction longitudinale de la pièce à usiner, le mouvement d'avance étant de plus réalisé sous un angle aigu "α" par rapport à la direction longitudinale de la pièce à usiner,
caractérisé en ce que
l'axe de l'outil pouvant être ajusté sous un angle 90° - α par rapport à la direction du mouvement du système de déplacement longitudinal.

Zeichnung