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Schleifmaschine
Die Erfindung betrifft eine Schleifmaschine zum Bearbeiten des Umfanges von plattenförmigen Werkstücken, bestehend aus einem Maschinenständer mit einem Trog, in dem auf einer vertikalen Spindel eine motorisch angetriebene, mit ihrer Stirnseite arbeitende Schleifscheibe befestigt ist und an dessen Rand mindestens eine Spannvorrichtung, die den Umfang des Werkstückes freilässt, angeordnet ist, dem über ein Getriebe eine Drehbewegung erteilt wird, wobei die Lage des Werkstückes während seiner Drehbewegung gegenüber der Stirnfläche der Schleifscheibe von einer synchron mit dem Werkstück rotierenden Steuerkurve abgeleitet wird.
Die zu bearbeitenden Werkstücke können aus Sintermetallen bestehen und als Schleifscheibe kann eine Diamantenschleifscheibe eingesetzt werden. Als plattenförmige Werkstücke werden bevorzugt Wendeplatten bearbeitet. Das Konturschleifen der Schnittflächen an den Wendeplatten wird oft behelfsmä- ssig auf bekannten Flachschleifmaschinen vorgenommen, wobei das Radienschleifen der Wendeplatten in der Regel in einem zweiten Arbeitsgang mittels Formschleifscheiben oder aber mittels zusätzlichen Schwenkapparaten erfolgt.
Es sind auch schon Versuche unternommenworden, um auf Sondermaschinen, die einspindelig gebaut wurden, ein Kombinationsschleifen der Konturen zu ermöglichen. Die Steuerung erfolgt in diesen Fällen in der Regel mittels Schablonen im Verhältnis 1 : 1, wodurch die Masshaltung beim Schleifen erschwert wird. Zudem ist die Messung der Sollmasse der Wendeplatten an solchen Behelfsmaschinen nur ausserhalb des Arbeitsraumes möglich. Unter diesen Voraussetzungen ist eine rationelle Fertigung der Wendeplatten bei gleichzeitig optimaler Massgenauigkeit nur schwer erreichbar.
Diesem Nachteil zu begegnen, der bis nun auch bei Maschinen der eingangs erwähnten Art nicht vermieden werden konnte, ist eines der Hauptziele der Erfindung.
Die erfindungsgemässe Schleifmaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass die an einem Gehäuse angeordnete Spannvorrichtung mit dem Gehäuse zumindest in vertikaler Richtung an einem am Maschinenständer befestigten Führungskörper verschiebbar gelagert ist, wobei zur Steuerung der Verschiebung des Gehäuses ein Hebel vorgesehen ist, der an zwei im Abstand voneinander gelegenen Stellen einerseits mit dem Gehäuse und anderseits mit einem der Bewegung der Steuerkurve folgenden Gestänge gelenkig verbunden ist, und wobei in dem Führungskörper ein Lenker schwenkbar gelagert ist, dessen Anlenkpunkt am Hebel längs des Hebels verstellbar ist.
Die erfindungsgemässe Ausbildung der Schleifmaschine ermöglicht eine wirtschaftliche und masskonforme Bearbeitung der Freiflächen der Wendeplatten. Zudem kann mittels einer Standard-Steuerkurve und dem Steuermechanismus für ein bestimmtes Profil der Kantenradius innerhalb eines grösseren Bereiches beliebig verändert werden, wodurch für eine Vielzahl von Wendeplattenkonturen bloss eine beschränkte Anzahl Steuerkurven benötigt wird. Die Schleifeinheiten können je nach der zweckmässigsten Arbeitsmethode wahlweise im automatischen Zyklus für Umlaufschleifen oder im seitlichen Einstechschleifen eingesetzt werden. Das Kühlmittel kann zentral durch die Schleifspindel und über ein Düsenverteilsystem, das auf der oberen Schleifscheibenfläche angeordnet ist, gefördertwerden, um eine wirksame Kühlung der Schleifzone sicherzustellen.
Am Maschinenständer sind bevorzugt mehrere selbsttätige Schleifeinheiten kreisförmig angebaut,
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die über ein kombiniertes Steuersystem in einer Aufspannung das Schleifen der Konturen mit linearen Flächen und Radien der Wendeplatten, einschliesslich positiven oder negativen Spanwinkeln ermögli- chen, wobei die Kontursteuerung mittels der Steuerkurve, die in einem Verhältnis grösser als 1 : 1 masslich zum Werkstück vergrössert ist, zwangsläufig gesteuert wird. Der automatische Schleifzyklus kann steuerungsmässig, wie bereits erwähnt, wahlweise im Einstechschleifen oder Umlaufschleifen oder auch in Kombination beider Schleifverfahren erfolgen, wobei der Teilzyklus nur im Falle des Einstechschleifens funktionell gesteuert wird.
Die automatischen Schleifeinheiten können voll hydraulisch-elektrisch gesteuert werden.
In Weiterbildung der Erfindung ist das Gehäuse der Spannvorrichtung gemeinsam mit seinem Führungskörper am Maschinenständer in einer die Schleifspindelachse enthaltenden Ebene schwenkbar und feststellbar gelagert. Im Endschleifzyklus und beim Ausfunken der Schleifscheibe im Werkstück steht eine zusätzliche automatisch wirkende Vibrations-Pendelbewegung linear zur Schleiffläche zur Verfü-
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zung zwecks Konstanthaltung der Profilmasse der Wendeplatten an den Schleifeinheiten vorgesehen.
Die Zuführung der gesinterten, ungeschliffenen Wendeplatten erfolgt aus einem jeder Schleifeinheit zugeordneten Magazin zur Arbeitsspindel vollautomatisch mittels einer Greifereinrichtung, ebenso der Abtransport der auf Mass geschliffenen Wendeplatten, so dass sich die Bedienung der mehrspindeligen Maschine ausschliesslich auf die Beschickung der Magazine beschränkt.
Die Magazine sind universell verstellbar ausgeführt, so dass für die Vielzahl der Wendeplatten-Profile eine einfache und rasche Anpassung erreicht wird. Die Bewegungsfunktionen der Schleifeinheiten sind elektrisch-hydraulisch gesteuert und können den Schleif- und Produktionsbedingungen über eine zentrale Steueranlage zuverlässig angepasst werden, die jeder Schleifeinheit separat zugeordnet ist. Durch diese direkte und separate Ansteuerung der einzelnen Schleifeinheiten kann jedes Aggregat unabhängig für ein bestimmtes Wendeplatten-Profil und Mass eingestellt werden, so dass an der Maschine eine der Anzahl der Schleifeinheiten entsprechende Anzahl verschiedener Wendeplatten-Profile geschliffen werden kann. Die Anzahl Schleifeinheiten an der Maschine wird nur vom Durchmesser der Diamantschleifscheibe bestimmt sowie durch den benötigten Raum der Schleifeinheiten selbst.
An der dargestellten Maschine sind beispielsweise vier komplette Schleifeinheiten angeordnet.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles einer erfindungsgemässen Schleifmaschine näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 vier Beispiele von Wendeplatten mit verschiedenen Konturen, Fig. 2 einen Schnitt durch die Schleifmaschine mit den angebauten Schleifeinheiten, Fig. 3 einen Schnitt durch das Universalmagazin, Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine Schleifeinheit mit den Antriebsorganen, Fig. 5 einen Teil des Steuermechanismus für die Steuerung der Schleifeinheiten und Radienveränderung in einem Schnitt nach Linie C-C in Fig. 8, Fig. 6 ein Schema der Bewegungen beim Umlaufschleifen, Fig. 7 ein Schema der Bewegungen beim Einstechschleifen, Fig. 8 einen Schnitt nach der Linie A-A in Fig. 4 mit der Schablonensteuerung, Fig. 9 einen Schnitt nach der Linie B-B in Fig. 4 mit der Lade- und Messeinrichtung.
Die in den Zeichnungen dargestellte automatische Mehrspindel-Profilschleifmaschine ist für das vollautomatische Konturschleifen an Wendeplatten--1, 2,3 und 4-- aus Sintermetallen vorgesehen, wobei im gleichen Arbeitsgang, abgesehen vom Schleifen der Flächen, auch die Radien-R-- geschliffen werden können. Die Maschine weist einen Maschinenständer --5-- mit einer vertikal angeordneten
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dargestellt, sind an Führungskörpern--10 und 10'-- horizontal sowie vertikal beweglich und schwenkbar am Maschinenständer-5- montiert. Magazine-11, 11'und 11"-- sind auf den Haltern--9, 9'und 9"-- montiert und ermöglichen die automatische Beschickung der Halter mit Wendeplatten -- 12 bzw. 12'--.
Ein solches automatisches Magazin ist in Fig. 3 dargestellt. Es ermöglicht eine rasche Ein-
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der Stellschraube --16-- verschoben werden können, eine Fluchteinstellung auf die Achse --17-- mög- lich. Zugleich dienen als Frontführung zwei Rundstäbe--18 und 18'--, die an Haltestäben--19 und 19'-- angeordnet sind, welch letztere in den Haltern--20 und 20'-- verstellbar sind. Es können somit in diesem Magazin Wendeplatten verschiedenster Grössen und Konturformen gestapelt werden.
Der Halter--9-- mit der eingespannten Wendeplatte--21-- (Fig.4) und dem Magazin --11-- be-
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dem Gehäuse --2-- über einen Hubmechanismus für die Schleifzustellung vertikal verstellbar, welche durch eine Steuerkurve --25-- zwangsläufig gesteuert wird.
Um die Achslageänderung beim Schleifvorgang zwischen einem Getriebe --26 und 27-- mit einer Magnetkupplung --28-- einerseits, und der Arbeitsspindel --24-- anderseits, auszugleichen, ist eine Kreuzscheibenkupplung --30-- eingebaut, die einen Ausgleich der Achslage der Wellen --24 und 29-von zirka 20 mm ermöglicht. Der Antrieb des Getriebes --26, 27,28 und 29-- erfolgt über einen Mo- tor-31-. Der Vorschub erfolgt mittels eines Motors --32-- ein Getriebe --33-- und eine Exzenterrolle --34-- auf einen Zylinder --35--, wobei der eingebaute hydraulische Kolben --36-- zusätzlich eine Pendelbewegung ausführen kann, so dass im Endschleifzyklus ein Ausfunken der Schleifscheibe am Werkstück und damit eine optimale Massgenauigkeit sichergestellt ist.
Mit der Steuerkurve - ist eine Schaltscheibe-37- (Fig. 8) starr verbunden, die über einen Mikroschalter --38-- und
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(Fig. 4)Kolbenstange --4-- verbunden ist.
Zum Druckausgleich auf die Folgeplatte --41-- dient eine Feder --45--. Der Mikroschalter-38für die Sektorteilung je nach Profilkontur der Wendeplatten und der Mikroschalter --46-- für die Vollteilung von 3600 werden über die Schaltscheibe--37-- betätigt und steuern die Magnetkupplung--28--. In der Kolbenstange --4-- ist in einer Nut --47- mittels eines Bolzens-48-- ein Hebel-49-- ge- halten. Dieser Hebel--49-- ist auf einem Lenker-50- (Fig. 5) einerseits, und auf einem Bügel--51- anderseits schwenkbar gelagert ; er kann mittels einer Gewindespindel--52--, die in einem Support - 53-- drehbar eingebaut ist, das Gehäuse--22-- mit der Arbeitsspindel --24-- gegenüber der Antriebs- welle-29-- und der steuerkurve --25-- verschieben.
Die Gewindespindel--52-- ist mit einem Zahnrad --54-- starr verbunden, das seinerseits in eine Zahnstange--55-- eingreift. Die Axialbewegung der
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wobei zusätzlich eine Nachsteuerung zur Kompensation der Schleifscheibenabnutzung mittels eines Kompensationskolbens --58-- erfolgt, der die Einstellspindel --57-- zusätzlich reguliert. Der Schwenk-
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mit fixem Radius verschiedene Werkstückmasse der Wendeplatten und deren Radien erfasst bzw. geschliffen werden können.
Der Halter-9- (Fig. 8) ist längs Führungsschienen --61 und 61'-horizontal spielfrei verstellbar in dem Führungskörper --10-- eingebaut und längsbeweglich. Ein Messtaster --62-- (Fig.9) ist in einem
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-63-- fürAussenlage --67-- zurückgefahren werden kann, was im Zyklus der Maschinenschaltung erfolgt.
Die Zustellung des Messtasters --62-- in die Messposition erfolgt bei Stillsetzung des Halters nach dem Schleifvorgang, jedoch noch bei zwischen der Arbeitsspindel --24-- und der Pinole --23-- einge-
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infolgenachgestellt wird. Die Zuführung einer Wendeplatte-21-- aus dem Magazin --11-- erfolgt mittels eines Greiferarmes --68--, welcher schwenkbar an der Säule -69-- im Gehäuse gelagert ist und einerseits mittels eines Kolbens--70-- axial bewegbar ist, und anderseits über einen Kolben --71-- schwenkbar ist. Der Greifer --72 und 72'-- für das Halten der Wendeplatten --21-- wird mittels eines Kolbens --73-- im Arbeitszyklus betätigt.
Die Profilschleifmaschine kann im Steuerzyklus für das Umlaufschleifen der Wendeplatten in Richtung --74-- (Fig. 6) gesteuert werden, wobei die Flächen und Radien im gleichen Arbeitsgang geschliffen werden. Die Profilschleifmaschine kann aber auch im Steuerzyklus für dasEinstechschleifen in Richtung --75-- (Fig. 7) gesteuert werden, wobei vorerst im Einzelteilverfahren die Flächen--76, 76',76"--
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in Schleifrichtung--75--, und sodann die Radien-77, 77', 77"-im Umlaufverfahren in Richtung - geschliffen werden.
Die beschriebene Ausbildung der Profilschleifmaschine ermöglicht somit das vollautomatischeKonturschleifen von Wendeplatten einschliesslich der Radien in einem Arbeitsgang und mittels einer Steuerkurve. Zudem kann die Maschine mit mehreren selbsttätigen Halteeinheiten um eine zentral angeordnete Diamantschleifscheibe ausgerüstet werden, wodurch die Wirtschaftlichkeit der Maschine erhöht wird.
Im weiteren kann eine analoge Vielzahl von Profilkonturen entsprechend der Anzahl Halteeinheiten gleichzeitig auf der Maschine geschliffen werden, wobei die Umstellung der Einheiten auf verschiedene Profile der Wendeplatten lediglich durch das Auswechseln der Steuerkurven und die Tiefenzustellung auf die Schleifachse erfolgt. Sodann können mit einer Steuerkurve einer bestimmten Konturform mittels der Bewegungseinstellung verschiedene Radien innerhalb eines festgelegten Bereiches an den Wendeplatten geschliffen werden. Die Kombination der Bewegungen des Schleifsupports ermöglicht das Schleifen im Umlauf-oder Einstech-Schleifverfahren ; zudem können Wendeplatten in einer Afspan- nung mit negativen oder positiven Spanwinkeln geschliffen werden.
Die hydraulische und elektrische Steuerung der einzelnen Bewegungen und des Gesamt-Funktionsablaufes ist hier nicht näher beschrieben, da diese an sich keine Probleme bieten. An die Genauigkeiten der konturgeschliffenen Wendeplatten werden sehr hohe Anforderungen gestellt, die durch die hohe Starrheit im Maschinenaufbau und die Steuerfunktionen erfüllt werden.
Die Achse der Arbeitsspindel--24-kann durch Verschwenken des Führungskörpers --10-- am Ma- schinenständer --5-- in die in Fig.4 mit--78-- bezeichnete Lage gebracht werden, in der sie mit der Schleiffläche der Schleifscheibe--8-- einen spitzen Winkel einschliesst.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Schleifmaschine zum Bearbeiten des Umfanges von plattenförmigen Werkstücken, bestehend aus einem Maschinenständer mit einem Trog, in dem auf einer vertikalen Spindel eine motorisch angetriebene, mit ihrer Stirnseite arbeitende Schleifscheibe befestigt ist und an dessen Rand mindestens eine Spannvorrichtung, die den Umfang des Werkstückes freilässt, angeordnet ist, dem über ein Getriebe eine Drehbewegung erteilt wird, wobei die Lage des Werkstückes während seiner Drehbewegung gegenüber der Stirnfläche der Schleifscheibe von einer synchron mit dem Werkstück rotierenden Steuerkurve abgeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die an einem Gehäuse (22) angeordnete Spannvor- richtung (23,24) mit dem Gehäuse in vertikaler Richtung an einem am Maschinenständer (5) befestigten Führungskörper (10)
verschiebbar gelagert ist, wobei zur Steuerung der Verschiebung des Gehäuses (22) ein Hebel (49) vorgesehen ist, der an zwei im Abstand voneinander gelegenen Stellen einerseits mit dem Gehäuse (22) und anderseits mit einem der Bewegung der Steuerkurve (25) folgenden Gestänge (42, 43,44) gelenkig verbunden ist, und wobei an dem Führungskörper (10) ein Lenker (50) schwenkbar gelagert ist, dessen Anlenkpunkt am Hebel (49) längs des Hebels verstellbar ist.
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