Verfahren und Einrichtung zum Profilieren der Schleifscheiben zum Formschleifen von Schnecken Das Profilieren der Schleifscheiben, mit denen Schnecken, speziell Evolventenschnecken, im Form verfahren geschliffen werden sollen, kann grundsätz lich nach zwei verschiedenen bekannten Verfahren durchgeführt werden. Bei dem einen Verfahren wird die Schleifscheibe nach einer Schablone abgerichtet, die aus Herstellungs- und Genauigkeitsgründen in der Regel das Profil der Schleifscheibe in vergrösser tem Massstab besitzt.
Bei dem anderen Verfahren wird ein Abrichtdiamant so geführt, dass seine Spitze sich auf der - meist geradlinigen - Erzeugenden der Schneckenflanke bewegt und unter schnellen Hin- und Herbewegungen gegenüber der Schleifscheibe so verschraubt, dass seine Spitze relativ zu dieser die Schraubenfläche der zu schleifenden Flanke be schreibt. Die Diamantspitze erzeugt dadurch an der Scheibe das zum Schleifen der Schneckenflanke er forderliche Profil.
Obgleich beim Abrichten der Scheibe nach diesem Verfahren kein eigentlicher Wälzvorgang, sondern lediglich die relative Ver schraubung von Abrichtgerät und Schleifscheibe vor handen ist, seien diese Geräte entsprechend dem Werkstattgebrauch und zur kennzeichnenden Unter scheidung von den mit Schablonen arbeitenden Ge räten im folgenden als Wälzabrichtgeräte bezeichnet. Der Hauptvorteil dieser Geräte liegt darin, dass sie unabhängig vom jeweiligen Arbeitsdurchmesser der Schleifscheibe an dieser das kinematisch richtige Profil ohne jede Schablone erzeugen.
Dem steht der Nachteil gegenüber, dass, wenn man sich für die Durchschraubung beim Abrichten der Schleifscheibe der gegebenen Arbeitsbewegungen der Maschine be dienen will, das Abrichtgerät an Stelle des Werk stückes in der Maschine, also normalerweise zwischen deren Spitzen, aufgenommen werden muss. Dieser Umstand macht im Verein mit der grossen erforder lichen Zahl von Hüben des Diamanten den Abricht- vorgang umständlich, zeitraubend und daher teuer.
Grundsätzlich wäre es zwar möglich, eine Wälz- abrichtvorrichtung zu konstruieren, die nicht an der Werkstückspindel aufgenommen zu werden braucht, aber eine derartige Einrichtung würde wegen des er forderlichen zusätzlichen Antriebes so schwierig und aufwendig, dass ihr wirtschaftlicher Nutzen von vorn herein sehr fraglich ist.
Die mit Schablonen arbeitenden Abrichtvorrich- tungen lassen sich ohne Schwierigkeit so bauen, dass sie ortsfest an der Maschine angebracht und ohne Beeinträchtigung des Arbeitsprozesses betätigt wer den können. Bei ihnen brauchen auch die Abricht- diamanten jeweils nur einen Hub zu machen, um die Scheibe zu profilieren.
Der Zeitaufwand für den Abrichtvorgang ist daher bei den Schablonenabricht- vorrichtungen erheblich geringer als bei den Wälz- abrichtvorrichtungen. Ihr Hauptnachteil liegt in der Notwendigkeit der Berechnung, Aufzeichnung und Herstellung der Schablonen, die wegen der erforder lichen hohen Genauigkeit viel Zeit und den Einsatz hochwertiger Arbeitskräfte und Maschinen erfor dern.
Hinzu kommt, dass die theoretisch richtige Form der Schleifscheibe zum Schleifen einer Schrauben fläche vom Durchmesser der Scheibe nicht unabhän gig ist, so dass man eigentlich nach eingetretener grösserer Durchmesserverminderung der Schleif scheibe eine neue Schablone berechnen müsste. Die vorliegende Erfindung vereinigt die Vorzüge beider vorstehend geschilderter Verfahren unter weit gehender Vermeidung ihrer Nachteile.
Das Ver fahren gemäss der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass mit einer Wälzabrichtvorrichtung, die an der Einspannstelle des Werkstückes in der Schleif maschine aufgenommen wird, eine Flanke der Schleif scheibe abgerichtet wird und dass mit dieser Schleif scheibe im Einstechverfahren eine Schablone geschlif fen wird, mit der in einer Schablonenabrichtvorrich- tung beide Flanken der Scheibe profiliert werden. Die mit dieser Kombination der beiden bekannten Verfahren verbundenen Vorteile gegenüber jedem einzelnen von ihnen sind klar ersichtlich.
Der mit dem Wälzabrichten verbundene grössere Zeitaufwand tritt nur einmalig beim Abrichten der einen Schleifschei- benflanke für das Schleifen der Schablone auf. Die theoretisch richtige Form der Schablone wird ohne jede umständliche Berechnung und Aufzeichnung in einem einfachen Arbeitsgang in grosser Genauigkeit erhalten. Sie kann unter Wahrung dieser Genauig keit mit dem geringstmöglichen Zeitaufwand nach Bedarf beliebig oft auf beide Flanken der abzurich tenden Schleifscheibe übertragen werden.
Ist eine so grosse Durchmesserverminderung der Schleifscheibe nach ihrem ersten Abrichten mit der Wälzabricht- vorrichtung eingetreten, dass eine Profilkorrektur not wendig erscheint, dann kann diese durch erneutes ein maliges Abrichten mit der Wälzabrichtvorrichtung und Nachschleifen der Schablone erfolgen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens dargestellt, das eine Wälzabrichtvorrich- tung, eine Schleifvorrichtung für die Schablone und eine Schablonenabrichtvorrichtung aufweist.
In den Zeichnungen bedeuten: Fig. 1 eine Seitenansicht der in der Werkstück spindel der Schleifmaschine aufgenommenen Wälz- abrichtvorrichtung, Fig. 2 eine Ansicht zu Fig. 1 in Richtung gegen die Werkstückspindel, Fig.3 eine Seitenansicht der Schleifvorrichtung für die Schablone, Fig. 4 eine Draufsicht auf die Schleifvorrichtung für die Schablone, Fig. 5 eine Teilansicht der Schleifvorrichtung für die Schablone in Richtung der Schleifscheibenebene,
Fig. 6 bis 8 schematische Darstellung der Scha blone in drei Herstellungsstadien, Fig.9 ein Längsschnitt durch die Schablonen- abrichtvorrichtung, Fig. 10 ein Längsschnitt durch die Schablonen- abrichtvorrichtung längs der Linie A-A von Fig. 9, senkrecht zur Schnittebene von Fig. 9,
Fig. 11 ein Querschnitt der Schablonenabricht- vorrichtung längs der Linie B-B in Fig. 9.
In Fig. 1 und 2 stellt 1 die zu profilierende Schleifscheibe und 2 das vordere Ende der Werk stückspindel der Schleifmaschine dar. 3 ist ein Ein satzkörper mit einem Kegel, welcher in der Werk stückspindel eingesetzt ist und auf dessen zylindri schem, genau laufendem Zapfen ein Lagerkörper 4 mittels einer Klemmschraube 5 festgeklemmt wer den kann. Anstatt in dieser beispielsweise darge stellten Art kann der Lagerkörper natürlich auch in anderer Weise an der Einspannstelle aufgenommen, das heisst an der Spindel zentriert und befestigt sein.
Der Lagerkörper 4 ist mit einer Kreisbogenführung 6 versehen, in der sich ein Schwenkteil 7 mit zwei Führungsstangen 8 für einen Schlitten 9 so ein stellen lässt, dass die von 8 gebildete Führung einen Winkel (p von 90 bis 45 zur Werkstückspindelachse bildet, das heisst nach der angedeuteten Winkelteilung auf den Steigungswinkel (7) der zu schleifenden Schnecke - bei einer Evolventenschnecke auf den Grundsteigungswinkel (y,.) - von 0 bis 45 einge stellt werden kann. Der Abrichtdiamant 10 sitzt in einem rechtwinklig zu der Führung 8 verstellbaren Schieber 11 auf dem Schlitten 9.
Er kann mittels einer nicht dargestellten Lehre mit seiner Spitze in die zu der Führung 8 parallele, durch den Schwenkmittel punkt P des Schwenkteiles 7 gehende Ebene und nach einer ebenfalls nicht dargestellten Skala mit Nonius bzw. mit Endmassen auf den Grundkreisradius r,,. eingestellt werden. Da auch r. = 0 eingestellt werden kann, lässt sich die Schleifscheibe auch zum Schleifen archimedischer Schnecken abrichten. Die fliegende Anordnung der Vorrichtung hat den Vorteil, dass die Durchschraubung ohne jede Behinderung durch An stossen von Vorrichtungsteilen an die Schleifscheibe erfolgen kann.
Der Diamant kann durch axiale Zu stellung des Schleifschlittens unter gleichzeitiger Durchschraubung langsam und vorsichtig an die Schleifscheibe herangebracht werden, bis er sie unter gleichzeitiger Ausführung einer grösseren Zahl von Hin- und Herhüben abgerichtet hat.
In Fig. 3 bis 5 ist 12 ein zwischen die Spitzen der Schleifmaschine aufgenommener, durch einen Mit nehmer 13 mit der Spindel gekuppelter Lagerkör per, der nach Lösen einer Klemmschraube 14 an Hand einer Libelle 15 genau in die horizontale Lage ausgerichtet werden kann. Nach dieser Ausrichtung liegt die Achse einer an dem Lagerkörper 12 vor gesehenen Kreisführung 16 horizontal. Auf einem Schwenkteil 17, das in dieser Kreisführung gelagert ist, wird die zu schleifende Schablone 18 (Fig. 5) auf gespannt. Das Schwenkteil 17 wird zum Schleifen der Schablone nach der angedeuteten Winkelteilung auf den mittleren Steigungswinkel der zu schleifenden Schnecke eingeschwenkt. Die Fläche der Schablone liegt dann in der Normalebene zum mittleren Stei gungswinkel.
Fig.6 stellt die Schablone vor dem Schleifen, Fig. 7 nach dem Schleifen und Fig. 8 nach der end gültigen Fertigstellung dar. Die vorbereitete Platte (Fig. 6) wird zum Schleifen unter Anlage der Seiten flächen 19 und 20 in die Schleifvorrichtung einge spannt. Die Risse 21 und 22 werden nach dem Schleifen eingeritzt und die Flächenzipfel 23 und 24 abgefeilt.
In Fig.9 bis 11 ist 25 der Schleifspindellager- körper. Auf zwei im Lagerkörper 25 befestigten Säu len 26 und 27 ist ein Schlitten 28 geführt. Auf dem Schlitten 28 gleitet in einer prismatischen Bahn 29 ein Schieber 30, der durch einen Ölkolben 31 über den Mitnahmebolzen 32 hin und her bewegt werden kann. In einer Querbohrung am oberen Ende des Schiebers 30 ist eine Büchse 33 mit einem in ihr durch Gewinde und Kontermutter axial verschieb- und feststellbaren Taststift 34 längsverschieblich ge führt.
Der Taststift liegt mit seiner Spitze an der im Schlitten 28 mittels einer Klemmplatte 35 fest geschraubten Schablone 36 an. In einem Querschlitz 37 der Büchse 33 greift ein Zapfen 38 ein, der mit tels eines Hubarmes 39 an einer Drehachse 40 be festigt ist. Die Drehachse 40 trägt an ihrem unteren Ende eine Hubscheibe 41 mit zwei Exzenterzapfen 42 und 43, die auf dem gleichen Radius sitzen wie der Zapfen 38. Die Zapfen 42 und 43 greifen in Querschlitze 44 und 45 zweier Führungsstangen 46 und 47 ein, an denen die Halterungen 48 und 49 mit den Abrichtdiamanten 50 und 51 befestigt sind.
Die Führungsstangen 46 und 47 sind einerseits im Kopfstück des Schiebers 30 geführt und stützen sich anderseits über die Diamanthalterungen 48 und 49 in der aus Fig. 11 ersichtlichen Weise aufeinander ab. Durch zwei Druckfedern 52 und 53 (Fig. 11) werden die Führungsstangen mit den Diamanten nach aussen gedrückt; das hierdurch über die Exzenterzapfen 42 und 43 auf die Hubscheibe 41 ausgeübte Drehmoment überträgt sich über die Drehachse 40 und den Exzen- terzapfen 38 auf die Büchse 33 und bringt den Tast- stift 34 zur sicheren Anlage an der Schablone 36.
Damit ist sämtliches Spiel in den übertragungsglie- dern zwischen Schablone und Diamanten aufgehoben. Zwei am Schieber 30 angreifende und am Schlitten 28 befestigte Zugfedern 54 und 55 halten den Schieber in seiner oberen Lage, solange der Kolben 31 nicht durch Drucköl beaufschlagt ist. In eine steile Ge windenut 56 einer im Kolben 31 befestigten Biichse 57 greift ein an einer Welle 58 sitzender Zapfen 59 ein. Die im Schlitten 28 gelagerte Welle 58 trägt an ihrem unteren Ende einen Schwenkarm 60 mit dem an ihm befestigten Diamanten 61.
Die Wirkungsweise dieser Schablonenabrichtvor- richtung ist die folgende: Wird der Ölkolben 31 durch Drucköl beauf- schlagt, dann bewegt er sich und damit den Schiaber 30 nach unten. Der Taststift 34 gleitet dabei unter der Wirkung der Federn 52 und 53 an der Schablone 36 entlang und überträgt durch den geschilderten Me chanismus ihre Form spiegelbildlich auf die Bahn beider Abrichtdiamanten 50 und 51, die die Schleif scheibe profilieren. Gleichzeitig wird der Welle 58 durch die Gewindenut 56 und den Zapfen 59 eine Drehung erteilt, wodurch der Diamant 61 die Mantel fläche 70 der Scheibe abrichtet.
Durch die axiale Einstellung des Taststiftes 34 kann der Abstand der Diamanten 50 und 51 entsprechend der erforderlichen Dicke des Schleifscheibenprofils zur Erzeugung der richtigen Lückenweite der zu schleifenden Schnicke geregelt werden.
Die radiale Zustellung der ganzen Abrichtvor- richtung kann von Hand über einen Vierkant 62 oder selbsttätig von der Maschine her über das Ritzel 63 auf der Zustellspindel 64 erfolgen.
Die Ausführung des erfindungsgemässen Verfah rens gestaltet sich unter Anwendung der beschrie benen Einrichtung beim Schleifen von Regelschnek- ken, das heisst solchen, deren Flanken durch die Ver schraubung einer erzeugenden Geraden um die Schneckenachse beschrieben werden, in folgender Weise:
Zunächst wird das in Fig. 1 und 2 darge stellte Wälzabrichtgerät (Wälzabrichtvorrichtung) an der Einspannstelle der Werkstückspindel der Schleif maschine aufgenommen und nach den gegebenen Massen der zu schleifenden Schnecke so eingestellt, dass sich die Spitze des Abrichtdiamanten beim Hin- und Herbewegen des Schlittens 9 auf den Erzeugen den der Schnecke bewegt.
Nach Einschalten der für das Schleifen der Schnecke eingerichteten Maschine wird der dabei ständig schnell hin und her bewegte Diamant wie die Schnecke selbst an der Schleifscheibe vorbeigeschraubt, wobei er ihre eine Flanke so ab richtet, dass sie ihrerseits bei der gleichen relativen Verschraubung die Schnecke erzeugen würde. Sodann wird die Abrichtvorrichtung entfernt und an ihrer Stelle die Schablonenschleifvorrichtung nach Fig. 3 bis 5 zwischen den Spitzen der Schleifmaschine auf genommen.
Sie wird in der oben beschriebenen Weise so eingestellt, dass die in ihr eingespannte vorbereitete Schablone (Fig.6) in der Normalebene zum mitt leren Steigungswinkel der Schnecke liegt. Mit der vorher mit dem Wälzabrichtgerät profilierten Schleif scheibe wird nunmehr im Einstechverfahren die Scha blone geschliffen, die damit die theoretisch richtige Form erhält.
Sie wird dann, wie bereits erwähnt, durch Abarbeiten der störenden ausserhalb des Profils liegenden Zipfel und eine gegebenenfalls er forderliche Glättung des vom Schleifen etwas rauhen Profils fertiggestellt und dient dann im Schablonen- abrichtgerät (Fig. 9 bis 11) zur schnellen und beliebig oft wiederholbaren Formabrichtung beider Flanken der Schleifscheibe.