Eigenbau Werkzeugwechsler ?

  • Hallo Gemeinde,


    die Thematik "Werkzeugwechsler" fängt langsam an mich zu interessieren.
    Aus diesem Grund habe ich gleich mal die Drehbank angeworfen und wild drauf los gedreht.


    Um den Aufbau und die Funktionsweise besser kennen zu lernen habe ich mir eine Art Testobjekt gebastelt.
    Als Grundkörper diente mir ein MK3 Spannzangenfutter ER25.
    Dazu habe ich einen passenden Kegel gedreht (8 Grad).
    Das innere ist auch recht einfach gehalten. Einen Käfig mit 3 Kugel und einer M6 Gewindestange die nach hinten rausgeführt ist. Im ungespannten Zustand stehen die Kugeln in einer 20mm Bohrung. Im gespannten Zustand stehen sie in einer 16mm Bohrung. Somit verengt sich der Durchmesser zwischen den Kugeln beim Spannen.
    Am Testkegel habe ich eine M5 Schraube angebracht. Diese wird von den Kugeln erfasst und beim Spannen nach innen gezogen.


    Hier mal ein paar Bilder.



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    Hier noch ein Video


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    Nun meine Fragen….


    Hat von euch schon mal jemand einen WZW gebaut?
    Auf was sollte man achten?
    Ist der 8 Grad Winkel des Konus überhaupt geeignet?








    Gruß Peter

  • Wie verhinderst du denn das der Fräser nicht im eingriff stehen bleibt.
    So wie ich es sehe würde ich sagen das es so nicht geht.
    Du mußt doch irgendwo ne arretierung haben, Mitnehmer.
    Oder habe ich da was übersehen.


    Wenn du mit deinem fräser ins Werkstück eintauchst könnte der Fräser in der spindel Stehen bleiben,
    deine Spindel dreht und der Fräser muß doch von der Spindel irgendwie daran gehindert werden das er in der Aufnahme durchdreht.


    Trotzdem finde ich deine Arbeit sehr gut, sauber verarbeitet.
    Vielleicht kannst du mich ja aufklären wo ich was übersehen habe.


    Gruß Thomas

  • Hallo Thomas,


    das was ich bis jetzt gebaut habe ist ja nur erstmal eine Probe und damit will ich keineswegs etwas fräsen oder Bohren.


    Das mitdrehen der Aufnahme wird ja durch den Konus sowie genügend Einzugskraft verhindert wie bei Industriemaschinen auch. Oder wie bei Morsekonus, dort hält es ja nur durch selbsthemmung und ohne Einzugskraft.


    Bei Industriemaschinen gibt es zwar eine Arretierung (Nutenstein) aber das hat meiner Meinung nach Hauptsachlich nur was mit der Positionierung zu tun um die Werkzeuge z.B. immer definiert in ein Magazin zu legen. Bzw. schütz der Nutenstein auch gegen ein falsches einlegen z.B bei Handeingriff. Wie schon gesagt bin ich der Meinung das es nur dazu da ist um die Position zu definieren damit alle WZ-Aufnahmen gleich in der Spindel stecken.


    Aber ich lass mich da gerne eines besseren Belehren.



    Hat jemand Antworten zu meinen Fragen aus dem ersten Thread?


    Hat von euch schon mal jemand einen WZW gebaut?
    Auf was sollte man achten?
    Ist der 8 Grad Winkel des Konus überhaupt geeignet?




    Gruß Peter

  • Hallo Peter


    Ich habe noch keinen Wechsler gebaut, aber mische mich hier mal mit ein.


    Die erste Frage ist, sollen alleine die Kugeln die Aufnahme fest spannen?


    Wenn Ja, bezweifele ich, daß die Kraft bei axialer so wie Radialer Belastung, ausreichend ist.


    Im ersten Moment, scheint es so, als würde der Konus fest sitzen, würde aber darauf wetten, daß dieser vor Verdrehung ohne Arretierung, nicht gesichert ist.


    Deshalb wäre es vom Vorteil, mit Nutensteine zu arbeiten, was wiederum bedeutet, daß eine genaue Positionierung im Magazin notwendig ist.


    Die 8 Grad sollten ausreichend sein. Ich nehme mal an sie rühren von der Spannzangenaufnahme her.


    Um so grösser allerdings die Verjüngung ist, desto fester sitzen die Kegel. Der Unterschied ist beim Austreiben zwischen Morsekegel und Steilkegel deutlich erkennbar.


    Kannst du mir noch einmal diesen unten genannten Satz erklären?


    " Im ungespannten Zustand stehen die Kugeln in einer 20mm Bohrung. Im gespannten Zustand stehen sie in einer 16mm Bohrung. Somit verengt sich der Durchmesser zwischen den Kugeln beim Spannen."



    Gruß Ingolf

  • Hallo.
    Also ein Kegel ist selbstausrichtend, er wird dazu verwendet eine immer gleiche Rundlaufgenauigkeit herzustellen.
    Die Nutensteine sind dazu da das Werkzeug zu Arretieren und die SK Aufnahme fest in der Position zu halten.
    Bei Industriefertigung hast du beim Fräsen sehr große Kräfte und der Konus erzeugt keine Ausreichend große Reibung
    den Fräser ausreichend festzuhalten, so das der Fräser dann durchrutschen würde.
    Das durchrutschen verhindern die Nutensteine.
    Also Kegel für Selbstausrichtung und Nuten + Nutenstein für die Drehstabilität.
    Und natürlich wie du schon geschrieben hast für den Werkzeugwechsel.
    Damit erfolgt das Richtige ablegen der Werzeuge im Werkzeug Revolver.
    Zudem kommt noch hinzu das beim Gewindeschneiden / Gewindeformen eine Spindelausrichtung ( M Befehl ) vor der
    Bearbeitung erfolgt das gewährleistet das auch ein Nachträgliches nachschneiden Funktioniert.
    Für einen Fräser Selbst ist es egal wie und in Welchem winkel du ihn einspannst.
    z.b. bei verwendung von Spanzangen, bricht ein fräser und er muß ausgetauscht werden
    spielt die Position (360Grad) erstmal keine Rolle, er muß dann nur in der Länge wieder neu Eingemessen werden.
    Ich hoffe du Verstehst was ich meine.


    Hier ein Auszug aus meinen Schulungsunterlagen.
    Kegelverbindungen:
    Bei der Kegelverbindung sind die Berührungsflächen die Mantelflächen eines Kegelstumpfes.
    Die Flächenpressung entsteht zwischen diesen Flächen beidermasen gleich.
    Das setzt aber voraus dass Aussen und Innenkegel genauestens übereinstimmen.
    Kegelverbindungen haben infolge ihres Zentrischen Sitzes eine Hohe Laufgenauigkeit.
    Eine Axiales Verstellen oder Nachstellen der Nabe ist nicht möglich.
    Ist die Flächenpressung nich ausreichend hoch genug muß ein verdrehsicherung hergestellt werden z.b.
    über Nutensteine.


    Auszug vom Lehrgang Servicetechnik für Windkraftanlagen


    Mfg
    Thomas

  • Hallo Thomas,


    danke für die genaue Erklärung.
    Also müsste man in der tat einen Nutenstein für die Drehstabilität setzen.
    Hätte ich wirklich nicht gedacht. Aber man lernt nie aus.


    @ Ingolf


    Die 8 Grad kommen in der tat von der Spannzange.
    Zu deiner Frage habe ich mal eine Szizze gemacht. Auf dieser siehst du die Zustände gespannt/ungespannt.
    Die Kugeln liegen im ungespannten Zustand im bereich der 20mm Bohrung. Wenn ich nun mal 2 mal 6mm Kugel von den 20mm Durchmesser abziehe komme ich auf einen Durchlass von 8mm.
    Im gespannten Zustand liegen die Kugeln im Bereich der 16mm Bohrung. Auch hier wieder die gleich Rechnung nur ergibt sich nun ein maximaler Durchlass von 4mm.
    Bei der M5 Schraube habe ich den Kopf auf ca. 8mm gedreht. Somit kann der Kopf im ungespannten Zustand rein aber im gespannten Zustand nicht raus da ja nur ein Durchlass von 4mm da ist.
    Jetzt wirst du dich Fragen! Ja aber das Gewinde der M5 Schraube ist ja größer wie 4mm und Somit kommt es zu einer Verklemmung. Das ist soweit alles korrekt. Nur ist meine 20mm Bohrung zufällig etwas größer geworden so das ich direkt die M5 Schraube einsetzen konnte. Anderfals hätt ich das Gewinde noch auf 4 mm runtergedreht.


    [Blockierte Grafik: http://talla83.homepage.t-online.de/MBF-Umbau/20111126/WZW01m.jpg]



    Ich hoffe ich konnte es einigermaßen gut erklären.

  • Kein Problem dafür ist das Forum ja auch da.
    Natürlich lernt mann nie aus.
    Falls noch irgendwelche Fragen offen sind oder Infos benötigt werden habe ich da noch einen
    Interesanten Link: Wellen Nabe Verbindungen


    Mit Formeln super Kurz und auf den Punkt genau was mann wissen sollte und schön bebildert.
    Ist halt von der TU Berlin.


    Mfg
    Thomas

  • Also dann misch ich mich hier auch mal ein. :)


    Ich habe an meiner ANTON CNC Fräse genau das selbe prinzip mit Kugeln, auch mit kugeln und auch ohne mitnehmer !
    Die kegel halten ohne Probleme.
    jedoch weiss ich nicht ob es nicht besser wäre einen steileren Kegel zu verwenden bei dir.
    Die Anzugskraf an meiner Anton konnte ich noch nicht messen aber mit ausgespannter spindel hab ich versucht mit einer handpresse das federpaket zu lösen und mir gelang dies nicht.
    ich hab auch extra eine Hydraulik an der maschine um dies zu lösen.
    Ich denke mal das da schon ordentlich Kraft dahinter steckt habe mich nicht getraut diese zu zerlegen :D


    Gruß Roman

  • Hallo Roman es hat ja keiner gesagt das es nicht geht.
    Es gibt nur bedenken .
    Es geht nur darum gefahren von vornherein auszuschließen.
    Ein kegel alleine reicht unserer Meinung ( Thomas / Ingolf ) nach nicht aus und ob die Kugeln ausreichen sollte genau geprüft werden.
    Das ist keine Ungefährliche Sache, Spindeldrehzahl 5000 Umdreheung und der Fräser zerlegt sich, splitter fliegen durch die gegend.
    Das kann unter umständen ungesund sein. Ich möchte nicht dabei sein wenn das passiert.


    Mfg Thomas

  • Also ich meine ja aus erfahrung ich fräs mit 63mm messerkopf und durchdrehen tut da nix.
    fräse auch mit 4500 udm


    hab ja nix gegen eure meinung gesagt aber ich sehe das vom praktischen standpunkt und weiss das es geht wenn es ordentlich gemacht ist !
    und die Bautei ausreichend ausgeleg sind.


    Gruß Roman

  • Halloo,
    Eine 7,5KW Elte WZW Spindel mit bis zu 24 000 Umd wird auch ohen Mitnehmer gebaut.
    Klar ist ein MItnehmer besser, aber bei entsprechender Auslegung geht es auch ohne. Werden mitnehmer verbaut, so erhöht sich der mechanische, elektrische wie auch steerungstechnische Aufwand enorm.


    Grüsse
    Roy

  • Hallo Peter, danke für die Skizze


    Also vom Prinzip her so wie Roman das schrieb, reicht es schon, wenn die Anzugskraft ausreichend ist.


    ich arbeite an der konventionellen mit 40er Messerkopf in MK3 Aufnahme.


    Die sitzt ja auch nur auf den Konus, und ist gesichert mit Anzugsgewinde.

  • Hi Talla/Peter.. ;) ..es gäbe noch eine Alternative zu den Nutensteinen..zumal du dann unabhängig von der Lage im Magazin wärst !!
    http://www.voithturbo.de/hirth-stirnverzahnung.htm
    Sieh dir mal den Link genauer an..stirnseitig jeweils eine Scheibe..und das rastet immer ein !!
    Sowas mit nem 1/10..oder 2/10tel Luft verbaut... :D
    Die Scheiben gibts in allen Größen..der Link stellt nur ein Beispiel dar..aber was erzähl ich..ist nur ein Gedanke ;)
    Bin mal auf AW gespannt ! ^^

  • @ Micha


    Danke für die Infos.
    Wenn ich mir das so anschaue, dann bin ich ja mit meinen 8 Grad ganz gut bedient.


    @Lukulus


    Auf den ersten Blick sicherlich nicht schlecht der Gedanke.
    Jedoch Kostenintensiv da ja jede Aufnahme dann diese Verzahnung benötigt. Mal abgesehn vom mechanischen Aufwand.
    Da wäre man am Ende mit einen Nutenstein an der Spindel und einer Aussparung an der Aufnahme günstiger drann.


    Edit:
    Um die Lage im Magazin mach ich mir keine Sorgen da ich als Spindelantrieb einen Servo einsetze. Somit kann ich eine definierte Position ohne Aufwand realisieren.



    Gruß Peter

  • Hallo Peter


    Ich hoffe das Projekt ist nicht eingeschlafen.
    Bin gerade dabei einen Wechsler aus zu tüfteln.
    Ganz ohne Pressluft und dergleichen.
    Der Auswurf der Zange soll seitlich geschehen. Das Ausrichten der Auswerfbohrungen wird mittels Vierkant realisiert.
    Alles andere macht ein Werkzeugwechselprogramm.
    Ich habe dazu mal deine Idee mißbraucht.
    Jetzt meine Frage zu dem Kugelkäfig.
    Sind die Kugeln gefedert, oder liegen diese lose?

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