Fertigung und Betrieb Fachbucher fur Praxis und Studium Herausgeber: H. Determann und W. Malmberg Band 11

Fertigung und Betrieb Fachbucher fur Praxis und Studium Herausgeber: H. Determann und W. Malmberg Band 11

Victor Boetz Flexible Sander -Werkzeugmaschi nen fur spanende Fertigung Bau- und Arbeitseinheiten, Planung, Wirtschaftlichkeit, ausgefuhrte Bauformen Mit 69 Bildern Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York 1979

Herausgeber der Reihe: Dr.-Ing. Hermann Determann, Hamburg Dipl.-Ing. Werner Malmberg, Hamburg Autor dieses Bandes: Obering. Victor Boetz, Rottach-Egern CIP-Kurztitelaufnahme der Deutschen Bibliothek: Boeto, Victor: Flexible Sonder-Werkzeugmaschinen fiir spanende Fertigung: Bau- u. Arbeitseinheiten, Planung, Wirtschaftlichkeit, ausgefiihrte Bauformen / Victor Boetz. Berlin, Heidelberg, New York: Springer 1979. (Fertigung und Betrieb: Bd. II) ISBN-13:978-3-540-09367-1 e-isbn-13 :978-3-642-81337-5 DOl: 10.1007/978-3-642-81337-5 Das Werk ist urheberrechtlich geschiitz!. Die dadurch begriindeten Rechte, insbesondere die der Obersetzung, des Nachdrucks, der Entnahme von Abbildungen, der Funksendung, der Wiedergabe auf photomechanischem oder ahnlichem Weg und der Speicherung in Datenverarbeitungsanlagen bleiben. auch bei nur auszugsweiser Verwertung, vorbehalten. Bei Vervielfaltigungen fiir gewerbliche Zwecke ist gemiib 54 UrhG eine Vergiitung an den Verlag zu zahlen, deren Hohe mit dem Verlag zu vereinbaren ist. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg 1979. Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Buch berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, dab solehe Namen im Sinne der Warenzeichen- und Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten waren und daher von jedermann benutzt werden diirften. 2362/3020-543:2 \0

Zu dieser Fachbuchreihe In den letzten beiden lahrzehnten hat sich die Fertigungstechnik schnell und vielseitig weiterentwickelt. Moderne Fertigungsverfahren haben entscheidend dazu beigetragen, dab selbst hochwertige Wirtschaftsgiiter kostengiinstig hergestellt werden konnen und damit fur breite Kauferschichten erreichbar sind. Dieser hohe Entwicklungsstand mub auch unter den erschwerenden Bedingungen erhalten bleiben, die durch die aktuellen Probleme der Energieversorgung aufuns zugekommen s:nd, wenn unser aller Lebensstandard nicht absinken soil. Hierzu beizutragen, ist Hauptaufgabe von "Fertigung und Betrieb". Die Bande dieser Buchreihe werden den im Betrieb tatigen Ingenieuren und Technikern sowie Studierenden des Maschinenbaus und der Fertigungstechnik, aber auch angrenzender Fachgebiete den Einblick in das gesamte Betriebsgeschehen erleichtern. Sie sollen helfen, Werkstoffe, Betriebsmittel und Energien optimal einzusetzen und die Produktionssysteme moglichst flexibel zu gestalten, urn sie wechselnden Verhaltnissen leicht anpassen zu konnen. Sie gestatten es also, gerade das Fachwissen zu vertiefen oder neu zu erschlieben, welches eine der Voraussetzungen fur die Absatzfahigkeit unserer Industrieerzeugnisse trotz laufender Kostensteigerungen ist. Ohne ausreichende fachliche Kenntnisse kann niemand wirtschaftlich fertigen und Qualitat sichern! Die thematischen Schwerpunkte der Buchreihe orientieren sich an den Bediirfnissen von Beruf und Studium. Die Darstellungen sind kurzgefabt, ohne grobe Vorkenntnisse verstandlich und betont praxisnah. Sie beriicksichtigen den neuesten Stand der Technik und enthalten Hinweise fur ein vertiefendes Weiterstudium. Hamburg, im luli 1979 H. Determann' W. Malmberg

Vorwort Das vorliegende Buch wendet sich an alle, die im Buro, Betrieb oder Verkauf mit spanabhebenden Sonder-Werkzeugmaschinen - im folgenden kurz Sondermaschinen genannt - zu tun haben. Es soli sowohl dem Konstrukteur einschlagige Anregungen geben, ohne dab auf Details eingegangen wird, als auch den im Betrieb und Verkauf Tatigen einen schnellen Uberblick uber Maglichkeiten und derzeitigen Entwicklungsstand geben. Aile Angesprochenen interessiert ein Thema, namlich die Problemlasungen im Sondermaschinenbau. Zu jeder Zeit steht die Lasung eines bestimmten Bearbeitungs- bzw. Fertigungsproblems bei der Beschaffung einer spanabhebenden Sondermaschine im Vordergrund. Dabei handelt es sich nicht immer nur urn Werkstucke, die von der Gestalt, der Funktion oder vom Werkstoff her einen aufwendigen Arbeitsablauf erfordern. Es ergeben sich wesentliche Probleme aus der geforderten Mengenleistung, aber auch aus der Lage von Flachen, Bohrungen, Gewinden und Aussparungen. Auch enge Toleranzfelder, besonders genaue Winkellagen, bestimmte Oberflachengute, Spannmaglichkeiten usw. spielen hier mit hinein. Der Sondermaschinenbau als "MaBschneiderei" labt dieses Thema, von der Technik her gesehen, besonders interessant erscheinen. Durch Verwendung von heute weitgehend genormten Baueinheiten haben diese Maschinen ihre Starrheit verloren. Sie sind durch Umstellung, Umbau und Erganzungen wandlungshihig und kannen sich so auch zu anderen Systemformen umgestalten lassen. Damit haben wir flexible Produktionseinheiten, die sich den Erfordernissen geanderter Prod uktionsverhaltnisse anpassen kannen. Urn das Risiko des Kapitaleinsatzes zu verringern, das Benutzer und Hersteller gleichermaben trifft, so lite ein Dialog zwischen den Partnern vorausgehen, urn so durch Partnerschaft die bestmagliche Lasung fiir das bestehende Problem zu finden und es a uch realisieren zu kannen. Die Fiille des Stoffes und die notwendige Beschrankung des Buchumfanges werden mancherlei Wiinsche offen lassen. Hier sei auf das Literaturverzeichnis hingewiesen, das fiir bestimmte Gebiete ein we itergehendes Studium ermaglichen kann. Miinchen, im Juli 1979 v. Boetz

Inhaltsverzeichnis Einleitung.................. Aufgaben und Bedeutung der Sondermaschinen 1.1 Begriffsbestimmungen......... 1.2 Anwendungsgebiete.......... 1.3 Rationalisierung durch Automatisierung. 1.4 Normung der Sondermaschinen 4 5 6 7 8 2 Baueinheiten................ 10 2.1 Mitteneinheiten fiir Rundschalttisch-Einheiten 10 2.2 Rundschalttisch-Einheiten......... 10 2.3 Mitteneinheiten fiir Ein- und Mehrwegemaschinen. 12 2.4 Mitteneinheiten fiir Transfermaschinen 12 2.5 Seiteneinheiten fiir Standereinheiten. 13 2.6 Seiteneinheiten fiir Schlitteneinheiten 13 2.7 Konsoleinheiten. 14 2.8 Standereinheiten....... 14 2.9 Schlitteneinheiten....... 14 2.10 AnpaBteile fiir Seiteneinheiten. 15 2.11 Verbindungsteile... 16 2.12 Schalttrommeleinheiten 16 3 Arbeitseinheiten...................... 18 3.1 Tragereinheiten mit Motor und Vorgelege......... 18 3.2 Mehrspindelkopfe fiir Tragereinheiten mit Motor und Vorgelege 19 3.3 Mehrspindeleinheiten. 20 3.4 Bohrspindeleinheiten 22 3.5 Drehspindeleinheiten. 22 3.6 Frasspindeleinheiten. 23 3.7 Bohrspindeleinheiten mit Eigenvorschub. 23 3.8 Gewindeschneideinheiten 25 3.9 Gewindebohreinheiten 25 3.10 Feinbohreinheiten. 26 3.11 Plandreheinheiten 27 3.12 Tiefbohreinheiten. 28 VII

4 Verfahrensbedingte Einheiten 4.1 Zubringeeinheiten... 4.2 SpiinefOrdereinheiten.. 4.3 Kiihl- und Schmiereinheiten 5 Antriebseinheiten....... 5.1 Mechanischer Antrieb.... 5.2 Elektromechanischer Antrieb 5.3 Hydraulischer Antrieb 5.4 Pneumatischer Antrieb... 30 31 35 36 37 37 37 40 40 6 Spanlose Zusatzbearbeitung auf spanenden Sondermaschinen. 6.1 Glattwalzen von Ventilsitzen. 6.2 RoUen von Au13engewinden....... 6.3 Furchen von Innengewinden....... 6.4 RoUen von Bohrungen auf enge Toleranzen. 6.5 Einwalzen von Ventilsitzringen...... 42 42 44 45 45 45 7 Planung von Sondermaschinen.............. 7.1 Aufteilung der Gesamtbearbeitung in Arbeitsgiinge usw.. 7.2 Wahl der zweckmii13igen Werkstiickbewegung...... 7.3 Wirtschaftliche Schnittgeschwindigkeiten, Vorschiibe und Spanleistungen.............. 50 7.3.1 Bohren, Senken, Reiben....... 50 7.3.2 Gewindebohren und Gewindeschneiden 51 7.3.3 Friisen...................... 51 7.3.4 Oberdrehen von Zapfen und Ausdrehen von Bohrungen sowie Plandrehen........... 54 7.3.5 Feinstdrehen und Feinstbohren..... 55 7.4 Berechnung der Taktzeit einer Sondermaschine. 55 7.5 Steuerung des Funktionsablaufes..... 59 8 Wirtschaftlichkeit spanender Sondermaschinen. 61 8.1 Wirtschaftlichkeitsfaktoren........ 61 8.2 Beispiel und GegeniibersteUung von Universalmaschine und Sondermaschine................. 62 9 Bauformen der Sondermaschinen 65 VIII 9.1 Sonderbohrmaschinen.... 65 9.2 Sonderfriismaschinen.... 66 9.3 Sondermaschinen mit gemischter Bearbeitung 69 46 47 48

10 Ausrustung der Sondermaschinen 10.1 Werkzeuge.,.... 10.2 Aufspannvorrichtungen 11 Anordnung von Sondermaschinen 11.1 Bauformen nach Baukastensystem. 11.2 Verkettete Maschinen...... 11.3 TransferstraBen......... 11.4 Sondermaschinen nicht nach Baukastensystem Literaturverzeichnis Sachverzeichnis.. 70 70 74 76 76 76 83 85 88 89 IX