CH623261A5

CH623261A5 - Process for the cylindrical grinding of cylindrical parts, and cylindrical grinding machine for carrying out this process

Info

Publication number: CH623261A5
Application number: CH765178A
Authority: CH
Inventors: Werner Waelti
Original assignee: Tschudin Werkzeugmasch
Priority date: 1978-07-14
Filing date: 1978-07-14
Publication date: 1981-05-29
Also published as: DE2927650A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Rundschleifen eines Rundteiles auf einer Rundschleifmaschine, enthaltend eine Spindelnase an einem Spindelstock und eine Gegenspitze in einem Reitstock, welche Elemente der Aufnahme des Rundteiles dienen und im wesentlichen in einer Achse liegen, sowie eine Schleifscheibe und eine Messvorrichtung mit Messköpfen. The present invention relates to a method for cylindrical grinding of a round part on a cylindrical grinding machine, comprising a spindle nose on a headstock and a counter tip in a tailstock, which elements serve to receive the round part and lie essentially in one axis, and a grinding wheel and a measuring device with measuring heads .

Rundschleifmaschinen dieser Art sind bekannt und speziell in der Werkzeug- und Maschinenindustrie weit verbreitet. Sie werden insbesondere überall dort eingesetzt, wo es darum geht, Rundteile, seien sie nun zylindrisch oder konisch, mit einer grossen Präzision herzustellen, respektive zu schleifen. Circular grinding machines of this type are known and are particularly widespread in the tool and machine industry. They are used wherever round parts, be they cylindrical or conical, are manufactured or ground with great precision.

Die Industrie stellt immer höhere Anforderungen an die Zustell- und Korrekturgenauigkeit der Rundschleifmaschinen. Die herkömmlichen Maschinen dieser Art können aufgrund der bekannten Konzeptionen ihrer Korrektur- und Einstell-vorrichtungen in punkto Präzision, d.h. Schleifgenauigkeit, die genannten Anforderungen aber nicht mehr erfüllen, da ihnen mechanisch bedingte Grenzen bezüglich ihrer Einstellgenauigkeit gesetzt sind. The industry places increasing demands on the delivery and correction accuracy of cylindrical grinding machines. The conventional machines of this type can due to the known concepts of their correction and adjustment devices in terms of precision, i.e. Grinding accuracy, but no longer meet the requirements mentioned, because they are mechanically limited in terms of their setting accuracy.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Rundschleifmaschine der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die derart ausgelegt ist, dass sie auch höchsten Qualitätsansprüchen bezüglich Zylindrizität respektive Konizität und Masshaltigkeit der zu schleifenden Rundteile zu genügen vermag. The present invention is therefore based on the object of providing a cylindrical grinding machine of the type mentioned at the outset, which is designed in such a way that it can also meet the highest quality requirements with regard to cylindricity or conicity and dimensional accuracy of the round parts to be ground.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zum Rundschleifen von Rundteilen gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, dass in einem ersten Arbeitsgang das Rundteil bis nahe an sein Sollmass geschliffen wird, worauf nach einer Ausfeuerzeit, während welcher die Schleifvorrichtung nicht gegen das Rundteil hin vorgeschoben wird, das Rundteil zum Zwecke der Ermittlung der Durchmesser- und Zylindrizi-täts- oder Konizitäts-Massdifferenzen zum Sollmass automatisch mittels einer Mess Vorrichtung ausgemessen wird, worauf aufgrund der ermittelten Differenzwerte bezüglich derZylindrizität oder der Konizität des Rundteiles die Spindelnase oder die Gegenspitze rechtwinklig zur Drehachse desselben und bezüglich des Durchmessers des Rundteiles die Schleif-Vorrichtung in Richtung auf dasselbe zu verschoben werden. According to the invention, this object is achieved by a method for circular grinding of round parts, which is characterized in that the round part is ground to close to its nominal size in a first operation, after which after a spark-out time during which the grinding device is not advanced against the round part, the round part is automatically measured by means of a measuring device for the purpose of determining the diameter and cylindricity or conicity dimensional differences from the nominal dimension, whereupon the spindle nose or the counter tip perpendicular to the axis of rotation of the same and based on the difference values ascertained regarding the cylindricity or the conicity of the round part with regard to the diameter of the round part, the grinding device is moved in the direction of the same.

Die erfindungsgemässe Rundschleifmaschine ist dabei dadurch gekennzeichnet, dass die Spindel des Spindelstockes oder der Gegenspitze derart gelagert ist, dass ihr werkstücksei-tiges Ende, das frei über ihr vorderes Lager vorsteht, mittels einer Einstell- und Korrekturvorrichtung rechtwinklig zur Drehachse verschiebbar ist, und dass die Einstell- und Korrekturvorrichtung sowie die Schleifvorrichtung elektrisch mit der The cylindrical grinding machine according to the invention is characterized in that the spindle of the headstock or the countertop is mounted in such a way that its end on the workpiece side, which projects freely beyond its front bearing, can be displaced at right angles to the axis of rotation by means of an adjusting and correction device, and that Adjustment and correction device and the grinding device electrically with the

Messvorrichtung verbunden sind und von dieser Steuerbefehle erhalten. Measuring device are connected and received control commands from this.

Vorteilhafterweise wird die Spindelnase oder die Gegenspitze mittels eines Exzenters, der auf die Spindel einwirkt, verschoben. The spindle nose or the opposite tip is advantageously displaced by means of an eccentric which acts on the spindle.

Es ist weiter vorteilhaft, wenn die Spindelnase oder die Gegenspitze mittels einer archimedischen Spirale, die auf die Spindel einwirkt, verschoben wird. It is also advantageous if the spindle nose or the counter tip is displaced by means of an Archimedean spiral which acts on the spindle.

Es ist ebenfalls von Vorteil, wenn der Exzenter mittels eines durch die Messvorrichtung gesteuerten Schrittmotors gedreht wird. It is also advantageous if the eccentric is rotated by means of a stepper motor controlled by the measuring device.

Weiter wird vorteilhafterweise die archimedische Spirale mittels eines durch die Messvorrichtung gesteuerten Schrittmotors gedreht. Furthermore, the Archimedean spiral is advantageously rotated by means of a stepping motor controlled by the measuring device.

Es ist auch von Vorteil, wenn der Exzenter die Spindel um ein Lager schwenkt. It is also advantageous if the eccentric swivels the spindle around a bearing.

Es ist ebenfalls vorteilhaft, wenn die archimedische Spirale die Spindel um ein Lager schwenkt. It is also advantageous if the Archimedean spiral swivels the spindle around a bearing.

Weiter ist es von Vorteil, wenn die Messvorrichtung mittels der zwei Messköpfe in der Nähe der Enden des Rundteiles nach dem ersten Arbeitsgang die entsprechenden Durchmesser des Rundteiles misst und die so ermittelten Werte mit den diesbezüglichen Sollwerten vergleicht und aus den Differenzwerten Steuersignale sowohl fur die Verschiebung der Spindelnase oder der Gegenspitze als auch der Schleifvorrichtung erzeugt und an diese weiterleitet. It is also advantageous if the measuring device uses the two measuring heads near the ends of the round part after the first operation to measure the corresponding diameter of the round part and compares the values determined in this way with the relevant target values and from the difference values control signals for both the displacement of the Spindle nose or the counter tip and the grinding device generated and forwarded to this.

Zudem ist es auch vorteilhaft, wenn die Einstell- und Korrekturvorrichtung zumindest einen Schrittmotor und einen durch diesen drehbaren Exzenter aufweist, welcher Schrittmotor mit der Messvorrichtung derart verbunden ist, dass er in Abhängigkeit des durch letztere ermittelten Differenzwertes bezüglich der Zylindrizität respektive Konizität des Rundteiles eine Anzahl Schritte macht und dadurch den Exzenter um einen entsprechenden Winkel dreht, derart, dass dieser die Spindel zwischen ihren zwei Lagern um so viel durchbiegt, als deren äusseres Ende verschoben werden muss, damit nach erfolgtem zweitem Schleifvorgang das Rundteil die vorbestimmte Form aufweist und dass die Schleifvorrichtung mit der Messvorrichtung derart verbunden ist, dass sie nach erfolgter Differenzwertermittlung nach Abschluss des ersten Arbeitsganges im Verlaufe des zweiten Schleifvorganges um den Wert gegen das Rundteil hin verschoben wird, dass dieses auf ein vorbestimmtes Sollmass heruntergeschliffen wird. In addition, it is also advantageous if the setting and correction device has at least one stepper motor and an eccentric that can be rotated by this, which stepper motor is connected to the measuring device in such a way that, depending on the difference value determined by the latter with respect to the cylindricity or conicity of the round part, Takes steps and thereby rotates the eccentric by a corresponding angle such that it bends the spindle between its two bearings by as much as the outer end has to be displaced so that after the second grinding operation the round part has the predetermined shape and that the grinding device is connected to the measuring device in such a way that after the differential value has been determined after the completion of the first operation in the course of the second grinding operation, it is shifted towards the round part in such a way that it is ground down to a predetermined nominal dimension.

Weiter ist es von Vorteil, wenn dieSpindel zum Zwecke der Spielaufhebung zwischen dem Exzenter und einer Druckfeder eingeklemmt ist. It is also advantageous if the spindle is clamped between the eccentric and a compression spring for the purpose of canceling play.

Es ist auch vorteilhaft, wenn die Einstell- und Korrekturvorrichtung zumindest einen Schrittmotor und eine durch diesen drehbare archimedische Spirale aufweist, welcher Schrittmotor mit der Messvorrichtung derart verbunden ist, dass er in Abhängigkeit des durch letztere ermittelten Differenzwertes bezüglich derZylindrizität respektive Konizität des Rundteiles eine Anzahl Schritte macht und dadurch die archimedische Spirale um einen entsprechenden Winkel dreht, derart, dass diese die Spindel so viel um ihr vorderes Lager dreht, als deren äusseres Ende verschoben werden muss, damit nach erfolgtem zweitem Schleifvorgang das Rundteil die vorbestimmte Form aufweist und dass die Schleifvorrichtung mit der Messvorrichtung derart verbunden ist, dass sie nach erfolgter Differenzwertermittlung nach Abschluss des ersten Arbeitsganges im Verlaufe des zweiten Schleifvorganges um den Wert gegen das Rundteil hin vorgeschoben wird, dass dieses auf ein vorbestimmtes Sollmass heruntergeschliffen wird. It is also advantageous if the setting and correction device has at least one stepper motor and an Archimedean spiral which can be rotated by it, which stepper motor is connected to the measuring device in such a way that it takes a number of steps as a function of the difference in the cylindrical shape or conicity of the round part determined by the latter and thereby turns the Archimedean spiral by a corresponding angle, such that it rotates the spindle about its front bearing as much as the outer end thereof has to be displaced so that the round part has the predetermined shape after the second grinding operation and that the grinding device also is connected to the measuring device in such a way that after the differential value has been determined after the completion of the first work step in the course of the second grinding process, it is advanced by the value against the round part in such a way that it is ground down to a predetermined nominal size.

Im weiteren ist es vorteilhaft, wenn die Spindel an ihrem hinteren Ende zwischen der archimedischen Spirale und einer Druckfeder gelagert ist. Furthermore, it is advantageous if the spindle is mounted at its rear end between the Archimedean spiral and a compression spring.

Ebenfalls ist es von Vorteil, wenn die Spindel stillstehend ist. It is also advantageous if the spindle is stationary.

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Es ist weiter vorteilhaft, wenn die Spindel innen mit einer drehbaren Spindel versehen wird. It is also advantageous if the spindle is provided on the inside with a rotatable spindle.

Im weiteren ist es von Vorteil, wenn der Exzenter über einen Schieber und eine Positionierungsschraube auf die Spindel wirkt. Furthermore, it is advantageous if the eccentric acts on the spindle via a slide and a positioning screw.

Es ist auch vorteilhaft, wenn die Spindel in der Nähe ihres hinteren Endes in vier rechtwinklig zueinanderstehenden Platten gelagert ist, wobei zwei Platten die Spindel spielfrei halten, währenddem die zwei anderen Platten so angeordnet sind, It is also advantageous if the spindle is mounted in the vicinity of its rear end in four plates which are at right angles to one another, two plates keeping the spindle free of play, while the other two plates are arranged in such a way that

dass die Spindel in gewissen Grenzen bewegbar ist, das Ganze derart, dass die Spindel an ihrem hinteren Ende in derjenigen Ebene verschiebbar ist, in der sie durch den Exzenter verschoben wird, währenddem sie in der rechtwinklig dazu stehenden Ebene spielfrei gehalten ist, und dass die Spindel in der Nähe ihres vorderen Endes in einem für diese als Schwenkpunkt wirkenden Lager gelagert ist. that the spindle can be moved within certain limits, the whole such that the spindle can be moved at its rear end in the plane in which it is displaced by the eccentric, while it is kept free of play in the plane perpendicular to it, and that Spindle is mounted near its front end in a bearing that acts as a pivot point for this.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung im einzelnen beschrieben. In der Zeichnung zeigt: The invention is described in detail below with reference to the drawing. The drawing shows:

Fig. 1 eine schematische Darstellung des der erfmdungsge-mässen Rundschleifmaschine zugrundeliegenden Prinzips, 1 shows a schematic representation of the principle on which the circular grinding machine according to the invention is based,

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer ersten Variante der Einstell- und Korrekturvorrichtung, 2 shows a schematic representation of a first variant of the setting and correction device,

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer zweiten Va-riante der Einstell- und Korrekturvorrichtung, 3 shows a schematic illustration of a second variant of the setting and correction device,

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer dritten Variante der Einstell- und Korrekturvorrichtung, 4 shows a schematic illustration of a third variant of the setting and correction device,

Fig. 5 einen teilweisen Schnitt durch eine erfindungsge-mässe Rundschleifmaschine mit einer Einstell- und Korrekturvorrichtung der zweiten Variante, 5 shows a partial section through a cylindrical grinding machine according to the invention with an adjustment and correction device of the second variant,

Fig. 6 eine Teilansicht der hinteren Spindellagerung im Spindelstock der Rundschleifmaschine nach Fig. 5 und Fig. 6 is a partial view of the rear spindle bearing in the headstock of the cylindrical grinding machine according to Fig. 5 and

Fig. 7 einen Schnitt durch den Spindelstock nach Fig. 5 entlang der Linie VII-VII. Fig. 7 shows a section through the headstock of FIG. 5 along the line VII-VII.

Anhand von Fig. 1 kann der prinzipielle Aufbau der erfin-dungsgemässen Rundschleifmaschine im Vergleich mit den herkömmlichen Maschinen dieser Art erläutert werden. Man erkennt einen Spindelstock 1 mit einer Spindelnase 2, einen Reitstock 3 mit einer Gegenspitze 4, eine Schleifscheibe 5, The basic structure of the cylindrical grinding machine according to the invention in comparison with the conventional machines of this type can be explained with reference to FIG. 1. One can see a headstock 1 with a spindle nose 2, a tailstock 3 with a counter tip 4, a grinding wheel 5,

eine Messeinrichtung 6 und eine damit verbundene Einstell-und Korrekturvorrichtung 7 sowie ein zwischen der Spindelnase 2 und der Gegenspitze 4 mittels eines Mitnehmers 8 in herkömmlicher Weise gedrehtes Rundteil 9. Bei einer derartigen Rundschleifmaschine kann angenommen werden, dass wenn die Achse 10, die durch die beiden Drehpunkte des Rundteiles 9 respektive durch die Spindelnase 2 und die Gegenspitze 4 definiert ist, und die Achse 11 der Schleifscheibe 5 respektive deren Schleiffläche 12 parallel zueinander verlaufen, das Rundteil 9 absolut zylindrisch geschliffen wird. Dies vorausgesetzt, dass sich das Rundteil 9 durch den Schleifdruck nicht durchbiegt. a measuring device 6 and a setting and correction device 7 connected to it and a round part 9 rotated in a conventional manner between the spindle nose 2 and the counter tip 4 by means of a driver 8. In the case of such a cylindrical grinding machine it can be assumed that if the axis 10, which is caused by the two pivots of the round part 9 or respectively defined by the spindle nose 2 and the counter tip 4, and the axis 11 of the grinding wheel 5 or its grinding surface 12 run parallel to one another, the round part 9 is ground absolutely cylindrical. This assumes that the round part 9 does not bend due to the grinding pressure.

Da in der Praxis die parallele Ausrichtung der beiden Drehachsen 10 und 11 statisch nur annäherungsweise möglich ist, ist es absolut erforderlich, diese Einstellung während des Schleifvorganges vorzunehmen, indem die durch die beiden Messköpfe 13 und 14 der Messeinrichtung 6 in bekannter Weise ermittelten Durchmesser des Rundteiles 9 in der Nähe von seinen Enden, ausgewertet werden. Herkömmlicherweise werden die so ermittelten Messwerte in einem geschlossenen Regelkreis dazu verwendet, den Reitstock 3 in der durch die beiden Achsen 10 und 11 definierten Ebene rechtwinklig zur Achse 10 so zu verschieben, dass die angestrebte Parallelität der beiden Achsen 9 und 10 in besagter Ebene und somit die gewünschte Zylindrizität des Rundteiles 9 erreicht würde. Es ist selbstverständlich, dass die Präzision dieses Einstell- und Korrekturverfahrens seine Grenzen in der wegen den Umkehrspielen nicht ausreichend präzisen Einstellbarkeit des Reitstockes 3 mittels der im geschlossenen Regelkreis ermittelten Korrekturwerte und der praktisch nicht kontrollierbaren Since, in practice, the parallel alignment of the two axes of rotation 10 and 11 is only approximately possible statically, it is absolutely necessary to make this adjustment during the grinding process by using the diameter of the round part determined by the two measuring heads 13 and 14 of the measuring device 6 in a known manner 9 near its ends, are evaluated. Conventionally, the measured values determined in this way are used in a closed control loop to shift the tailstock 3 in the plane defined by the two axes 10 and 11 at right angles to the axis 10 such that the desired parallelism of the two axes 9 and 10 in said plane and thus the desired cylindricity of the round part 9 would be achieved. It goes without saying that the precision of this setting and correction method has its limits in the fact that the tailstock 3 cannot be set precisely enough because of the backlash, by means of the correction values determined in the closed control loop and the practically uncontrollable values

Durchbiegung des Rundteiles 9 während des Schleifvorganges findet. Dies ist nachteilig, denn in dieser bekannten Art und Weise kann den sehr hohen Anforderungen, wie sie heute an die Qualität derZylindrizität von Rundteilen gestellt werden, nicht entsprochen werden. Deflection of the round part 9 takes place during the grinding process. This is disadvantageous, because in this known way the very high demands that are made today on the quality of the cylindrical shape of round parts cannot be met.

Dieser Nachteil wird erfindungsgemäss dadurch behoben, dass die durch die beiden Messköpfe 13 und 14 ermittelten und durch die Messeinrichtung 6 ausgewerteten Messergebnis-se bezüglich der Durchmesser des Rundteiles 9 nahe seiner Enden in einem offenen Regelkreis für die Bewegung der Spindelnase 2 mittels Durchbiegung oder Verschiebung der Spindel 15 und andererseits der Vorschub der Schleifscheibe 5 so geregelt wird, dass diese nach einem ersten Schleifvorgang bis nahe an das zu erreichende Endmass des Rundteiles 9 während einer Ausfeuerzeit und der Vornahme der Ermittlung der hiervor erwähnten Durchmesser des Rundteiles 9 und deren Auswertung respektive einer eventuell notwendigen Korrektur der Position der Spindelnase 2 stillsteht, bevor sie in einem zweiten Schleifvorgang mit minimalem Vorschub bis zum Erreichen des Endmasses an das Rundteil 9 herangeführt und nach einer weiteren Ausfeuerzeit von diesem entfernt wird. Dabei kann die Verschiebung der Spindelnase 2 in Richtung des Doppelpfeiles 16 mittels einer Verschiebung der Spindel 15 in ihrem zentralen Bereich durch ein in Richtung des Doppelpfeiles 17 darauf einwirkendes mechanisches Element 18 der Einstell- und Korrekturvorrichtung 7 erreicht werden. This disadvantage is remedied according to the invention in that the measurement results determined by the two measuring heads 13 and 14 and evaluated by the measuring device 6 with respect to the diameter of the round part 9 near its ends in an open control loop for the movement of the spindle nose 2 by means of deflection or displacement of the Spindle 15 and, on the other hand, the feed of the grinding wheel 5 is regulated so that after a first grinding process it comes close to the final dimension of the round part 9 to be achieved during a spark-out period and the determination of the aforementioned diameter of the round part 9 and its evaluation or evaluation, respectively, possibly necessary correction of the position of the spindle nose 2 stops before it is brought up to the round part 9 in a second grinding process with minimal feed until the final dimension is reached and is removed therefrom after a further firing time. The displacement of the spindle nose 2 in the direction of the double arrow 16 can be achieved by means of a displacement of the spindle 15 in its central area by a mechanical element 18 of the setting and correction device 7 acting thereon in the direction of the double arrow 17.

Dies da das Lager 19 der Spindel 15 in diesem Falle als Drehpunkt wirkt. This is because the bearing 19 of the spindle 15 acts as a fulcrum in this case.

Die Steuerung der Bewegung des Elementes 18 kann dadurch erfolgen, dass die Messeinrichtung 6 in bekannter Art und Weise die durch die Messköpfe 13 und 14 gemessenen Durchmesserwerte mit den Sollwerten vergleicht und die so ermittelten Differenzen in bezug auf Zylindrizität respektive Konizität und Durchmesserendmass in Steuersignale für z.B. einen Schrittmotor in der Einstell- und Korrekturvorrichtung 7 und ein Vorschubsignal für die Schleifvorrichtung mit der Schleifscheibe 5 umsetzt. The movement of the element 18 can be controlled by the measuring device 6 comparing the diameter values measured by the measuring heads 13 and 14 with the nominal values in a known manner and the differences determined in this way with respect to cylindricity or conicity and final diameter in control signals for e.g. implements a stepper motor in the setting and correction device 7 and a feed signal for the grinding device with the grinding wheel 5.

Dank diesem erfindungsgemässen Verfahren und der dieses Verfahren realisierenden Rundschleifmaschine ist es möglich, höchsten Anforderungen in punkto Masshaltigkeit von Rundteilen zu genügen, da wie hiernach erläutert wird, jedes Spiel bei der Verschiebung der Spindelnase 2 aufgehoben und jede Durchbiegung des Rundteiles 9 vor dem Erreichen des Endmasses desselben aufgefangen wird. Thanks to this method according to the invention and the cylindrical grinding machine realizing this method, it is possible to meet the highest requirements in terms of dimensional accuracy of round parts, since, as will be explained below, every play in the displacement of the spindle nose 2 is canceled and every deflection of the round part 9 before the final dimension is reached the same is caught.

Fig. 2 zeigt schematisch eine erste Variante, wie die Verschiebung der Spindelnase 2 spielfrei realisiert werden kann. Durch einen Exzenter21 kann dieSpindel 15 unter Verwendung der Spindellager 19 und 20 als Drehpunkte so durchgebogen werden, dass die Spindelnase 2 in der im Zusammenhang mit der Beschreibung der Fig. 1 definierten Ebene linear verschoben wird. Durch eine durch den Exzenter 21 selbst erzeugte Vorspannung der deformierten Spindel 15 kann jedes Umkehrspiel bei Richtungsänderungen der Spindelnase 2 respektive bei Drehsinnänderung des Exzenters 21, verhindert werden. Fig. 2 shows schematically a first variant of how the displacement of the spindle nose 2 can be realized without play. The spindle 15 can be bent by means of an eccentric 21 using the spindle bearings 19 and 20 as pivot points in such a way that the spindle nose 2 is linearly displaced in the plane defined in connection with the description of FIG. 1. A pre-tensioning of the deformed spindle 15 generated by the eccentric 21 itself can prevent any backlash when the direction of the spindle nose 2 changes or when the eccentric 21 changes direction.

Fig. 3 ihrerseits zeigt eine zweite Variante, wie die Verschiebung der Spindelnase 2 verschoben werden kann. Ebenfalls durch einen Exzenter 21 kann die Spindel 15 um ihr Lager 19 gedreht werden. Anstelle einer Verspannung durch den Exzenter 21 wird jedes Spiel der Spindel 15 durch eine Druckfeder 22, die sich auf einem Gegenlager 23 abstützt, aufgehoben. Fig. 3 in turn shows a second variant of how the displacement of the spindle nose 2 can be shifted. The spindle 15 can also be rotated about its bearing 19 by an eccentric 21. Instead of a tension by the eccentric 21, each game of the spindle 15 is canceled by a compression spring 22, which is supported on a counter bearing 23.

Eine weitere Möglichkeit der Spielaufhebung der Spindel 15, die zudem eine grössere Bewegung der Spindelnase 2 ermöglicht, als die beiden vorerwähnten Varianten, ist in Fig. 4 dargestellt. Anstelle eines auf den mittleren Bereich der Spindel 15 einwirkenden Exzenters ist eine archimedische Spirale 24 am hinteren Ende der Spindel 15 angeordnet. Mittels einer A further possibility of canceling the play of the spindle 15, which also allows a greater movement of the spindle nose 2 than the two aforementioned variants, is shown in FIG. 4. Instead of an eccentric acting on the central region of the spindle 15, an Archimedean spiral 24 is arranged at the rear end of the spindle 15. By means of a

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Druckfeder 25, die sich auf einem Gegenlager 26 abstützt, Compression spring 25, which is supported on a counter bearing 26,

wird einerseits jedes Spiel der Spindel 15 aufgehoben, und andererseits die hintere Lagerung der Spindel 15 gebildet. on the one hand, every game of the spindle 15 is canceled, and on the other hand, the rear bearing of the spindle 15 is formed.

Das vordere Lager 19 dient auch bei dieser Variante als Drehpunkt für die Spindelnase 2. Ein Vorteil dieser Ausführungsvariante der Anordnung der Einstell- und Korrekturvorrichtung 7 in bezug auf die Spindel 15 liegt darin, dass sie weniger Einstellkraft erfordert als die beiden anderen Varianten. The front bearing 19 also serves as a fulcrum for the spindle nose 2 in this variant. An advantage of this embodiment variant of the arrangement of the setting and correction device 7 with respect to the spindle 15 is that it requires less adjusting force than the other two variants.

Fig. 5 bis 7 illustrieren eine praktische Ausführungsform eines Spindelstockes 1 in einer erfindungsgemässen Rundschleifmaschine. Man erkennt in Fig. 5 eine Spindel 15 mit Spindelnase 2 innerhalb eines Gehäuses 27, auf welche Spindel 15 eine Einstell- und Korrekturvorrichtung 7/18 mit der aus einem Exzenter und einer Druckfeder mit Gegenlager bestehenden Einheit 21/22/23 in der anhand von Fig. 7 erläuterten Art einwirkt. Man erkennt weiter ein vorderes Spindellager 19, das der Spindelnase als Drehpunkt dient und ein hinteres Spindellager 20, dessen Aufbau in Fig. 6 gezeigt ist. 5 to 7 illustrate a practical embodiment of a headstock 1 in a cylindrical grinding machine according to the invention. 5 shows a spindle 15 with a spindle nose 2 inside a housing 27, on which spindle 15 an adjustment and correction device 7/18 with the unit 21/22/23 consisting of an eccentric and a compression spring with counter bearing in the on the basis of Fig. 7 explained type acts. One can also see a front spindle bearing 19, which serves as the fulcrum for the spindle nose, and a rear spindle bearing 20, the structure of which is shown in FIG. 6.

Zwischen der Spindelnase 2 und einer Gegenspitze 4 befindet sich ein mittels einer Schleifscheibe 5 zu schleifendes Rundteil 9, das in herkömmlicher Weise über einen Mitnehmer 8 gedreht wird. Letzterer ist mit einer Deckplatte 28 auf einem Gehäuseteil 29 drehbar zentrisch zur Spindelachse angeordneten Trommel 30 befestigt. Die Trommel 30 kann mittels Keilriemen 31 durch einen Motor 32 angetrieben werden. Vorteilhafterweise sind die Trommel 30, die Keilriemen 31 und die Frontseite des Motors 32 durch einen Gehäusedeckel 33 abgedeckt. Between the spindle nose 2 and a counter tip 4 there is a round part 9 to be ground by means of a grinding wheel 5, which is rotated in a conventional manner via a driver 8. The latter is fastened with a cover plate 28 on a housing part 29 rotatably arranged centrally to the spindle axis drum 30. The drum 30 can be driven by a motor 32 by means of V-belts 31. The drum 30, the V-belts 31 and the front of the motor 32 are advantageously covered by a housing cover 33.

Fig. 6 lässt erkennen, dass die Spindel 15 in ihrem hinteren Lager 20 in der Richtung der Verschiebung beweglich und in der dazu rechtwinkligen Richtung spielfrei gehalten wird. Dies kann vorteilhafterweise durch vier Lagerplatten 44,45,46 und 47 erfolgen. Durch eine solche Lagerung des hinteren Endes der Spindel 15 kann erreicht werden, dass die Spindelnase 2 sich nur in der gewünschten und hiervor definierten Ebene bewegt, da es für die Verschiebung des mittleren Bereiches der Spindel 15 durch den Exzenter 21 keiner, oder zumindest nur einer sehr kleinen Verschiebung bedarf, da die Spindel 15 in dieser Richtung hinten ja ausweichen und sie sich um die vorderen Lagerpunkte im Lager 19 drehen kann. FIG. 6 shows that the spindle 15 in its rear bearing 20 is movable in the direction of the displacement and is kept free of play in the direction perpendicular to it. This can advantageously be done by four bearing plates 44, 45, 46 and 47. By mounting the rear end of the spindle 15 in this way, it can be achieved that the spindle nose 2 moves only in the desired and defined plane, since there is none, or at least only one, for the displacement of the central region of the spindle 15 by the eccentric 21 Very small displacement is required, since the spindle 15 dodge back in this direction and it can rotate about the front bearing points in the bearing 19.

Die Einstell- und Korrekturvorrichtung 7/18 ist in der Ausführungsvariante nach Fig. 5 im Schnitt entlang der Linie VII-VII dieser Figur in Fig. 7 dargestellt. Man erkennt einen Schrittmotor 34, der durch die Messeinrichtung 6 gesteuert wird und über ein Ritzel 35 und einen Zahnriemen 36 auf ein über eine Welle 38 mit dem Exzenter 21 verbundenes Zahnrad 37 wirkt. The setting and correction device 7/18 is shown in the embodiment variant according to FIG. 5 in section along the line VII-VII of this figure in FIG. 7. A stepper motor 34 can be seen, which is controlled by the measuring device 6 and acts via a pinion 35 and a toothed belt 36 on a toothed wheel 37 connected to the eccentric 21 via a shaft 38.

Vorteilhafterweise wirkt der Exzenter 21 über einen Schieber 39 und eine in diesen eingeschraubte Positionierungsschraube 40 auf die Spindel 15. Dies ermöglicht eine Korrektur der Null-Einstellung der Spindel 15 und erhöht somit indirekt den Einstellbereich des Exzenters 21. Advantageously, the eccentric 21 acts on the spindle 15 via a slide 39 and a positioning screw 40 screwed into this. This enables a correction of the zero setting of the spindle 15 and thus indirectly increases the adjustment range of the eccentric 21.

Die Spindel 15 wird vorteilhafterweise durch ein durch die Druckfeder 22 an diese gedrücktes Teil 41 gegen die Positionierungsschraube gepresst. Die Druckfeder 22 ihrerseits stützt sich vorteilhafterweise an einem als Schraube ausgebildeten Gegenlager 23 ab, was den Vorteil bietet, dass die auf die Spindel 15 wirkende Klemmkraft eingestellt werden kann. The spindle 15 is advantageously pressed against the positioning screw by a part 41 pressed by the compression spring 22 against it. The compression spring 22 in turn is advantageously supported on a counter bearing 23 designed as a screw, which offers the advantage that the clamping force acting on the spindle 15 can be adjusted.

Die Steuerung der linearen Verschiebung der Spindelnase 2 geschieht vorteilhafterweise in bekannter Art und Weise durch die Umsetzung der Messergebnisse der Messeinrichtung 6 in Schaltschritte für den Schrittmotor 34, so dass dieser den Exzenter 21 oder die archimedische Spirale 24 um den der notwendigen Korrektur entsprechenden Winkel dreht. Die The control of the linear displacement of the spindle nose 2 is advantageously carried out in a known manner by converting the measurement results of the measuring device 6 into switching steps for the stepper motor 34 so that it rotates the eccentric 21 or the Archimedean spiral 24 by the angle corresponding to the necessary correction. The

Messeinrichtung 6 sollte so konzipiert sein, dass die Anzahl Schaltschritte des Schrittmotors 34, die er für eine bestimmte Zentrizitätskorrektur machen soll, einstellbar ist. Die Messeinrichtung 6 steuert ebenfalls in bekannter Weise den Vorschub der Schleifscheibe 5 zur Erreichung des gewünschten Durchmessers des Rundteiles 9. Die hiervor beschriebene Rundschleifmaschine kann, ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen, anders aufgebaut sein, als dies anhand der Zeichnung beschrieben ist. So kann sie beispielsweise mit Anschlägen respektive Endschaltern versehen werden, die verhindern, dass der Exzenter oder die archimedische Spirale über den Bereich hinaus gedreht werden, wo sie eine lineare Verschiebung der Spindelnase gewährleisten. Weiter ist es auch möglich, die erfindungsgemässe Rundschleifmaschine innerhalb der stehenden Spindel mit einer mitlaufenden, in bekannter Weise gelagerten Spindel zu versehen, wodurch gegebenenfalls die Verwendung einer Gegenspitze überflüssig wird. Measuring device 6 should be designed in such a way that the number of switching steps of the stepping motor 34, which it should make for a specific centricity correction, can be set. The measuring device 6 also controls the feed of the grinding wheel 5 in a known manner in order to achieve the desired diameter of the round part 9. The circular grinding machine described above can be constructed differently from the idea of the invention than is described with reference to the drawing. For example, it can be provided with stops or limit switches that prevent the eccentric or the Archimedean spiral from being turned beyond the area where they ensure a linear displacement of the spindle nose. Furthermore, it is also possible to provide the cylindrical grinding machine according to the invention with a rotating spindle, which is mounted in a known manner, within the stationary spindle, as a result of which the use of a countertip is possibly unnecessary.

Die Einstell- und Korrekturvorrichtung kann anders aufgebaut sein, als hiervor beschrieben. So kann sie beispielsweise anstelle des Exzenters oder der archimedischen Spirale eine Gewindespindel, eine Kurvenscheibe, einen Keil oder einen Kolben aufweisen, welche Elemente anstelle des Schrittmotors beispielsweise durch einen Synchronmotor, einen Servomotor mit Tachogenerator oder eine lineare Bewegungseinrichtung mit einem pneumatischen oder hydraulischen Antrieb bewegt werden können. The setting and correction device can be constructed differently than described above. For example, instead of the eccentric or the Archimedean spiral, it can have a threaded spindle, a cam, a wedge or a piston, which elements can be moved instead of the stepper motor, for example by a synchronous motor, a servo motor with tachometer generator or a linear movement device with a pneumatic or hydraulic drive can.

Weitere, jedem Fachmann geläufige Änderungen an der Rundschleifmaschine sind ebenfalls realisierbar, werden hier aber nicht erwähnt. Further changes to the cylindrical grinding machine that are familiar to any specialist can also be implemented, but are not mentioned here.

Die Messvorrichtung mit den beiden Messköpfen und der Auswert- und Steuerelektronik, die nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist und an sich herkömmlich aufgebaut sein kann, kann mit Mitteln versehen sein, die eine manuelle willkürliche Einstellung und/oder Korrektur eines jeden Mess-wertes sowie der ermittelten Korrekturwerte ermöglichen. Auch kann sie so ausgelegt werden, dass sie mehr als zwei Messwerte an dem zu schleifenden Rundteil misst. Vorteilhaft ist es im weiteren, wenn sie die Möglichkeit bietet, das Rundteil auf ein durch Vergleichsmessung ermitteltes Mass zu schleifen. Sofern die Messelektronik auch mit Mitteln versehen ist, die die Ermittlung der Grenzmasse des Rundteiles ermöglicht, bei denen ein massgenaues Schleifen noch möglich ist, kann sie als automatische Selektionseinheit für das Aussortieren untermassiger Teile dienen. The measuring device with the two measuring heads and the evaluation and control electronics, which is not the subject of the present invention and can be of conventional design per se, can be provided with means for manual arbitrary setting and / or correction of each measured value and the enable determined correction values. It can also be designed so that it measures more than two measured values on the round part to be ground. It is also advantageous if it offers the possibility of grinding the round part to a dimension determined by comparison measurement. If the measuring electronics are also provided with means that enable the determination of the limit mass of the round part, for which precise grinding is still possible, it can serve as an automatic selection unit for sorting out undersized parts.

Das erfindungsgemässe Verfahren zum Rundschleifen von Rundteilen sowie die erfindungsgemässe Rundschleifmaschine zur Durchführung des Verfahrens bringen gegenüber den heute üblicherweise verwendeten Verfahren und Maschinen wesentliche Vorteile. Diese liegen insbesondere in der Ermöglichung der automatischen Erreichung einer sehr hohen Genauigkeit der geschliffenen Teile in punkto Zylindrizität oder Konizität und Masshaltigkeit, durch die Ausschaltung der Umkehrspiele in den Ein- und Zustellvorrichtungen der Schleifund Rundteilhaltevorrichtungen sowie die Kompensation der während des Schleifvorganges durch die Rundteildyrchbie-gung entstehenden Massfehler. The method according to the invention for the cylindrical grinding of round parts and the cylindrical grinding machine according to the invention for carrying out the method bring significant advantages over the methods and machines commonly used today. These include, in particular, the possibility of automatically achieving a very high accuracy of the ground parts in terms of cylindricity or conicity and dimensional accuracy, by switching off the backlash in the infeed and infeed devices of the grinding and round part holding devices as well as the compensation of the round part bending in the grinding process resulting dimensional errors.

Es ist selbstverständlich, dass die erfindungsgemässe Rundschleifmaschine vorteilhafterweise mit einer automatischen Lade- und Entladevorrichtung versehen wird, wodurch sie voll automatisiert werden kann, wodurch sie ihre Vorteile erst recht zur Geltung bringt. Es versteht sich auch, dass die Einstell- und Korrekturvorrichtung Bestandteil desReitstok-kes bilden kann und nicht gezwungenermassen im Spindelstock angeordnet sein muss. It goes without saying that the cylindrical grinding machine according to the invention is advantageously provided with an automatic loading and unloading device, as a result of which it can be fully automated, which brings its advantages to the fore. It is also understood that the adjustment and correction device can form part of the riding stick and does not necessarily have to be arranged in the headstock.

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

V V

2 Blätter Zeichnungen 2 sheets of drawings

Claims

623261

1. A method for cylindrical grinding of a round part on a cylindrical grinding machine containing a spindle nose on a headstock and a countertop in a tailstock, which elements serve to hold the round part and lie essentially in one axis, as well as a grinding wheel and a measuring device with measuring heads, characterized in that that in a first operation the round part (9) is ground to close to its nominal size, after which a firing time during which the grinding device (5)

is not advanced towards the round part (9), the round part (9) is automatically measured by means of a measuring device (6; 13; 14) for the purpose of determining the diameter and cylindricity or conicity dimensional differences from the nominal dimension. with respect to the cylindricity or the taper of the round part (9), the spindle nose (2) or the counter tip (4) at right angles to the axis of rotation (10) of the same, and with regard to the diameter of the round part (9) to move the grinding device (5) in the direction of the same will.

2. The method according to claim 1, characterized in that the spindle nose (2) or the opposite tip (4) is displaced by means of an eccentric (21) which acts on the corresponding spindle (15).

2nd

PATENT CLAIMS

3rd

623 261

3. The method according to claim 1, characterized in that the spindle nose (2) or the opposite tip (4) by means of an Archimedean spiral (24) which acts on the corresponding spindle (15) is displaced.

4. The method according to claim 2, characterized in that the eccentric (21) is rotated by means of a stepping motor (34) controlled by the measuring device (6).

5 is connected to the measuring device (6) in such a way that it takes a number of steps as a function of the difference in the cylindricity or the taper of the round part (9) determined by the latter and thereby rotates the eccentric (21) by a corresponding angle such that This deflects the io spindle (15) between its two bearings (19; 20) by the amount that its outer end (2) has to be displaced so that after the second grinding operation, the round part (9) has the predetermined shape and that the grinding device (5) is connected to the measuring device (6) in such a way that after the differential value has been determined after the completion of the first work step in the course of the second grinding process, it is advanced by the value against the round part (9) in such a way that it has a predetermined nominal size is cut down.

20th

5. The method according to claim 3, characterized in that the Archimedean spiral (24) is rotated by means of a stepping motor (34) controlled by the measuring device (6).

Method according to claim 2, characterized in that the eccentric (21) bends the spindle (15) between two bearings (19; 20).

Method according to claim 2, characterized in that the eccentric (21) pivots the spindle (15) around a bearing (19).

8. The method according to claim 3, characterized in that the Archimedean spiral (24) pivots the spindle (15) about a bearing (19).

9. The method according to claims 4 or 5, characterized in that the measuring device (6) by means of two measuring heads (13; 14) in the vicinity of the ends of the round part (9)

after the first operation measures the corresponding diameter of the round part (9) and compares the values determined in this way with the related target values and control signals for the displacement of the spindle nose (2) or the counter tip (4) and the grinding device (5) from the difference values generated and forwarded to this.

10. Cylindrical grinding machine for carrying out the method according to claim 1, comprising a device for receiving the round part, with a spindle in a headstock and a countertop in a tailstock, which elements lie essentially in one axis, a grinding wheel and a measuring device with measuring heads, characterized in that the spindle (15) of the headstock or the countertop is mounted in such a way that its workpiece-side end (2) which projects freely beyond its front bearing (19) can be displaced at right angles to the axis of rotation by means of an adjusting and correction device (7) and that the setting and correction device (7) and the grinding device (5) are electrically connected to the measuring device (6) and receive control commands from it.

11. Cylindrical grinding machine according to claim 10, characterized in that the setting and correction device (7) has at least one stepper motor (34) and an eccentric (21) rotatable by this, which stepper motor (34)

12. Cylindrical grinding machine according to claim 10, characterized in that the setting and correction device (7) has at least one stepper motor (34) and an eccentric (21) rotatable by this, which stepper motor (34)

25 is connected to the measuring device (6) in such a way that it takes a number of steps depending on the difference in the cylindricity or the conicity of the round part (9) determined by the latter and thereby rotates the eccentric (21) by a corresponding angle, such that that it swivels the 3o spindle (15) in its front bearing (19) by as much as its outer end (2) has to be displaced so that the round part (9) has the predetermined shape after the second grinding operation and that the grinding device ( 5) is connected to the measuring device (6) in such a way that after the differential value has been determined after the completion of the first operation in the course of the second grinding operation, it is advanced by the value against the round part (9) in such a way that it is ground down to a predetermined nominal size becomes.

40

13. Cylindrical grinding machine according to claim 10, characterized in that the setting and correction device (7) has at least one stepper motor (34) and an Archimedean spiral (24) rotatable by this, which stepper motor (34) is connected to the measuring device (6) in this way 45, that it takes a number of steps depending on the difference in the cylindricity or taper of the round part (9) determined by the latter and thereby rotates the Archimedean spiral (24) by a corresponding angle such that it turns the spindle (15) so pivoted a lot around its front bearing (19), as its outer end (2) has to be moved so that after the second grinding operation the round part (9) has the predetermined shape and that the grinding device (5) with the measuring device (6 ) is connected in such a way that after the differential value has been determined after the completion of the first work step in the course of the second grinding process for the person t is pushed against the round part (9) so that it is ground down to a predetermined nominal size.

14. Cylindrical grinding machine according to claim 13, characterized in that the spindle (15) is mounted at its rear end between the Archimedean spiral (24) and a pressure spring (25).

15. Cylindrical grinding machine according to one of claims 11, 12 or 13, characterized in that the spindle (15)

65 is stationary.

16. Cylindrical grinding machine according to claim 12 or 13, characterized in that a rotatable spindle is arranged within the spindle (15).

17. Cylindrical grinding machine according to claim 11 or 12, characterized in that the eccentric (21) acts on the spindle (15) via a slide (39) and a positioning screw (40).

18. Cylindrical grinding machine according to claim 12, characterized in that the spindle (15) is mounted in the vicinity of its rear end in four plates (44, 45, 46 and 47) which are at right angles to one another, two plates (44; 46) the spindle ( 15) keep it free of play, while the other two plates (45; 47) are arranged so that the spindle (15) can be moved within certain limits, in such a way that the spindle (15) can be moved in its plane at its rear end , in which it is displaced by the eccentric (21), while it is kept free of play in the plane perpendicular to it, and that the spindle is mounted near its front end (2) in a bearing (19) which acts as a pivot point for it is.