CH657557A5

CH657557A5 - METHOD AND DEVICE FOR ROUND GRINDING WORKPIECES.

Info

Publication number: CH657557A5
Application number: CH497582A
Authority: CH
Inventors: Josef Mueller
Original assignee: Fortuna Werke Maschf Ag
Priority date: 1981-09-14
Filing date: 1982-08-20
Publication date: 1986-09-15
Also published as: DE3136441A1; DE3136441C2; JPS5859759A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Rundschleifen von Werkstücken und eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 6. The invention relates to a method for cylindrical grinding of workpieces and a device according to the preamble of claims 1 and 6.

Ein bekanntes Verfahren dieser Art ist das Längsschleifen. Hierbei wird eine zylindrische Schleifscheibe verwendet, deren Mantelfläche die Schleiffläche bildet und deren Breite wesentlich geringer ist als die Länge des zu schleifenden Werkstückes. Das in einem Maschinentisch gelagerte und um seine Längsachse rotierende Werkstück wird mit dem Maschinentisch an der Schleifscheibe entlang geführt, wobei von seiner Oberfläche Werkstoff in einer Dicke abgetragen wird, die dem Mass der Zustellung entspricht. Da das Werkstück rotiert und gleichzeitig in Richtung seiner Längsachse bewegt wird, verläuft die Schleiffläche auf der Werkstückoberfläche wendeiförmig. Dabei müssen der Längsvorschub und die Umfangsgeschwindigkeit bzw. die Drehzahl des Werkstückes derart aufeinander abgestimmt sein, dass die Windungen der wendeiförmigen Schleifbahn mindestens aneinander anschliessen; zweckmässig sollen sie einander überdecken. Der Längsvorschub je Werkstückumdrehung, der sogenannte Seitenvorschub, muss also gleich oder kleiner sein als die Scheibenbreite. Das Verhältnis von Schleifscheibenbreite zu Seitenvorschub wird als Überschliffzahl bezeichnet. Je grösser die Überschliffzahl ist, umso besser ist das Schleifergebnis hinsichtlich der verbleibenden Rauhtiefe am Werkstück, weil die Scheibe dann auf einem grossen Teil ihrer Breite die Werkstückoberfläche nachbearbeitet und glättet. Die eigentliche Zerspanungsarbeit wird dann aber hauptsächlich von der in Vorschubrichtung liegenden Schleifscheibenkante geleistet, die daher hoch beansprucht ist. Aus diesem Grund kann das Mass der Zustellung nur sehr klein sein, so dass das Werkstück mehrfach an der Schleifscheibe entlang geführt werden muss. Sobald das Werkstück über seine ganze Länge an der Schleifscheibe entlang geführt worden ist, also einen Hub ausgeführt hat, wird die nächste Zustellbewegung ausgelöst. Es ist auch möglich, jeweils nur nach Beendigung eines Vorlaufes und eines Rücklaufes, also nach einem Doppelhub, erneut zuzustellen. Bis zum Erreichen des vorgegebenen Endmasses sind oft 30 Hübe und mehr erforderlich, woraus sich eine erhebliche Bearbeitungsdauer ergibt. A known method of this type is longitudinal grinding. Here, a cylindrical grinding wheel is used, the outer surface of which forms the grinding surface and the width of which is considerably less than the length of the workpiece to be ground. The workpiece, which is mounted in a machine table and rotates about its longitudinal axis, is guided along the grinding wheel with the machine table, material being removed from its surface in a thickness which corresponds to the degree of infeed. Since the workpiece rotates and is simultaneously moved in the direction of its longitudinal axis, the grinding surface on the workpiece surface is helical. The longitudinal feed and the peripheral speed or the speed of the workpiece must be matched to one another in such a way that the turns of the helical grinding track at least adjoin one another; expediently they should cover each other. The longitudinal feed per workpiece revolution, the so-called side feed, must therefore be equal to or less than the wheel width. The ratio of grinding wheel width to side feed is called the smoothing number. The greater the number of rounds, the better the grinding result with regard to the remaining roughness on the workpiece, because the disc then reworks and smoothes the workpiece surface over a large part of its width. The actual machining work is then mainly performed by the grinding wheel edge lying in the feed direction, which is therefore subject to high stress. For this reason, the degree of infeed can only be very small, so that the workpiece has to be guided along the grinding wheel several times. As soon as the workpiece has been guided along the entire length of the grinding wheel, i.e. has completed a stroke, the next infeed movement is triggered. It is also possible to re-feed only after completion of a forward run and a return run, i.e. after a double stroke. 30 strokes and more are often required to reach the specified final dimension, which results in a considerable processing time.

Ein anderes bekanntes Rundschleifverfahren ist das Einstechschleifen. Hierbei ist die Scheibenbreite grösser als die axiale Erstreckung der zu bearbeitenden Werkstückoberfläche; die Schleifscheibe und das Werkstück werden in Längsrichtung nicht gegeneinander bewegt, sondern die Schleifscheibe dringt stetig radial in das rotierende Werkstück ein, bis das Fertigmass erreicht ist. Mit diesem Einstech-Schleif-verfahren können nur kurze Werkstücke über ihre ganze Länge gleichzeitig fertig bearbeitet werden, da die mögliche Schleifscheibenbreite begrenzt ist. Bei längeren Werkstücken kann mit diesem Verfahren auch stufenweise gearbeitet werden. Es werden dabei nacheinander axial hintereinander liegende Bereiche des Werkstückes geschliffen. Die Zeitdauer der gesamten Bearbeitung des Werkstückes kann im Vergleich zum Längsschleifen zwar verkürzt werden, jedoch sind zusätzliche Positionierarbeiten erforderlich. Ausserdem muss als letzter Arbeitsvorgang in mindestens einem Hub längsgeschliffen werden, um eine ausreichende Oberflächengüte zu erreichen. Another known cylindrical grinding process is plunge grinding. Here, the wheel width is larger than the axial extent of the workpiece surface to be machined; the grinding wheel and the workpiece are not moved against each other in the longitudinal direction, but the grinding wheel penetrates continuously and radially into the rotating workpiece until the finished dimension is reached. With this plunge-cut grinding process, only short workpieces can be finished simultaneously over their entire length, since the possible grinding wheel width is limited. This process can also be used in stages for longer workpieces. Areas of the workpiece lying axially one behind the other are ground in succession. The duration of the entire machining of the workpiece can be reduced compared to longitudinal grinding, but additional positioning work is required. In addition, the last step is to grind lengthwise in at least one stroke in order to achieve a sufficient surface quality.

Ist die Schleifstelle nur etwas breiter als die verwendete Schleifscheibe, so kann das Einstech-Schleifverfahren ebenfalls angewendet werden. Hierbei wird ein Ende des Werkstückes durch Einstechschleifen auf das Fertigmass bearbeitet, und der Rest der Werkstücklänge wird mit der einseitig etwas angeschrägten Schleifscheibe durch langsames Vorschieben in Längsrichtung abgespant. Die im Verhältnis zur Scheibenbreite nur kurze Schrägfläche liegt dabei übenvie-gend frei, so dass die Schnittkräfte ausschliesslich am Übergangsbereich von der Schrägfläche zur zylindrischen Scheibenfläche auftreten und der Längsvorschub daher nur mit If the grinding point is only slightly wider than the grinding wheel used, the plunge grinding method can also be used. One end of the workpiece is machined to the finished dimension by plunge grinding, and the rest of the workpiece length is machined with the grinding wheel, which is slightly beveled on one side, by slowly advancing in the longitudinal direction. The inclined surface, which is only short in relation to the disc width, is practically free, so that the cutting forces occur exclusively at the transition area from the inclined surface to the cylindrical disc surface and the longitudinal feed therefore only with

2 2nd

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3rd

657 557 657 557

ausserordentlich geringer Geschwindigkeit möglich ist. Im Vergleich zu dem Mehrfach-Einstechen wird daher bei diesem Verfahren kein Zeitgewinn erreicht. extraordinarily low speed is possible. In comparison to multiple grooving, no time is saved with this method.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Rundschleifen von Werkstücken mit erheblich geringerem Zeitaufwand zu ermöglichen, als es die bekannten Verfahren zulassen. The invention has for its object to enable the cylindrical grinding of workpieces with significantly less time than the known methods allow.

Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung nach den kennzeichnenden Merkmalen der Patentansprüche 1 und 6 gelöst. This object is achieved according to the invention according to the characterizing features of claims 1 and 6.

Das erfmdungsgemässe Rundschleif-Verfahren erlaubt das Abtragen des Werkstoffes um ein im Vergleich zum Längsschleifverfahren wesentlich grösseres Mass, sogar um das Mass der vollständigen Schleifzugabe, in einem Arbeitsgang, der über die gesamte Länge des Werkstückes dem Einstechschleifen entspricht, wobei das Werkstück trotzdem wesentlich länger sein kann als die Schleifscheibe breit ist. Die Zustellung geschieht zunächst mit einer vorgesehenen Einstechgeschwindigkeit Vf, wie es beim Einstechschleifen üblich ist; dabei wird vom zylindrischen Teil der Schleifscheibe, der parallel zu der dem Endmass entsprechenden Werk-stückoberfiäche verläuft, die Oberfläche des Werkstückes in diesem Bereich auf das vorgegebene Mass fertig bearbeitet. Die winklig zu diesem Endbereich verlaufende abgeschrägte Mantelfläche der Schleifscheibe ergibt eine entsprechend geformte, normalerweise also konische Oberfläche des Werkstückes. Bei der anschliessenden Vorschubbewegung in Achsrichtung des Werkstückes wird dann der Werkstoff vom abgeschrägten Teil der Schleifscheibe abgetragen und vom zylindrischen Teil bis auf das vorgegebene Mass ausgeschliffen. Da der abgeschrägte Bereich der Schleifscheibe, mit dem der grösste Teil des Materials abgetragen wird, verhältnismässig flach (tgag 0,01) abgeschrägt ist und der Abtrag über die gesamte Breite dieses Bereichs erfolgt, kann die Vorschubbewegung um ein Vielfaches höher sein als bei bekannten Verfahren, wie Längsschleifen oder Einstechschleifen mit Längsvorschub. The cylindrical grinding method according to the invention allows the material to be removed by a much larger amount than the longitudinal grinding method, even by the amount of the complete grinding allowance, in one operation which corresponds to plunge grinding over the entire length of the workpiece, the workpiece nevertheless being significantly longer can than the grinding wheel is wide. The infeed is initially carried out at an intended plunge speed Vf, as is customary in plunge grinding; The cylindrical part of the grinding wheel, which runs parallel to the workpiece surface corresponding to the final dimension, is used to finish the surface of the workpiece in this area to the specified dimension. The bevelled outer surface of the grinding wheel, which runs at an angle to this end region, results in a correspondingly shaped, usually conical surface of the workpiece. During the subsequent feed movement in the axial direction of the workpiece, the material is then removed from the chamfered part of the grinding wheel and ground from the cylindrical part to the specified size. Since the tapered area of the grinding wheel, with which most of the material is removed, is tapered relatively flat (tgag 0.01) and the removal takes place over the entire width of this area, the feed movement can be many times higher than with known methods , such as longitudinal grinding or plunge grinding with longitudinal feed.

Entscheidend ist dabei, dass nicht nur die in Vorschubrichtung vorne liegende Kante der Schleifscheibe beansprucht wird, sondern der gesamte abgeschrägte Bereich des Schleifscheibenmantels beim Abspanen wirksam ist. Es kann darum mit nur einem Hub oder jedenfalls nur wenigen Hüben das Fertigmass des Werkstückes erreicht werden. The decisive factor here is that not only the edge of the grinding wheel lying at the front in the feed direction is stressed, but that the entire chamfered area of the grinding wheel casing is effective during machining. The finished dimension of the workpiece can therefore be achieved with just one stroke or in any case only a few strokes.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. Further features of the invention result from the dependent claims.

Im folgenden werden zwei bekannte Verfahren und im Vergleich hierzu das erfmdungsgemässe Verfahren anhand der Zeichnungen näher erläutert. In jeweils schematischer Darstellung zeigt: Two known methods and the method according to the invention are explained in more detail below with reference to the drawings. In each case a schematic representation shows:

Fig. 1 ein zylindrisches Werkstück mit der zugehörigen zylindrischen Schleifscheibe zur Erläuterung des Längs-schleifverfahrens, 1 is a cylindrical workpiece with the associated cylindrical grinding wheel to explain the longitudinal grinding process,

Fig. 2 ein zylindrisches Werkstück mit verdicktem, ebenfalls zylindrischem Bund und eine in Vorschubrichtung abgeschrägte Schleifscheibe zur Erläuterung eines der bekannten Einstech-Schleifverfahren, 2 is a cylindrical workpiece with a thickened, also cylindrical collar and a grinding wheel beveled in the feed direction to explain one of the known plunge-cut grinding methods,

Fig. 3 ein zylindrisches Werkstück mit Bund und die zugehörige Schleifscheibe zur Durchführung des erfindungsge-mässen Verfahrens, 3 shows a cylindrical workpiece with a collar and the associated grinding wheel for carrying out the method according to the invention,

Fig. 4 eine Darstellung entsprechend Fig. 3 mit vorgeschobener Lage des Werkstückes, 4 shows a representation corresponding to FIG. 3 with the workpiece in an advanced position, FIG.

Fig. 5 eine Darstellung entsprechend Fig. 3 in der Endstellung des Werkstückes nach Beendigung der Vorschubbewegung. 5 shows a representation corresponding to FIG. 3 in the end position of the workpiece after the feed movement has ended.

In Fig. 1 ist schematisch eine zylindrische Welle 1 gezeigt, die das zu bearbeitende Werkstück darstellt und in bekannter Weise zwischen feststehenden Spitzen 2 und 3 um ihre Längsachse 4 rotierend gelagert ist. Eine Schleifscheibe 5 ist um ihre Achse 6 ebenfalls rotierend gelagert. Sie ist an ihrer Mantelfläche mit einer Vielzahl von Schleifkörnern versehen, die mit ihren Kanten gleichzeigtig und in rascher Folge Werkstoff von dem Werkstück 1 abheben. Die Welle 1 wird s mittels eines — nicht dargestellten — Maschinentisches in Richtung des Doppelpfeiles V abwechselnd vor- und zurückverfahren, so dass sie jeweils mit ihrer ganzen Länge an der Schleifscheibe 5 vorbeigeführt wird. Zur Erläuterung der beiden Endlagen ist die Schleifscheibe 5 in der einen Endstel-io lung und als gestrichelt angedeutete Scheibe 5' in der anderen Endstellung des Werkstückes schematisch angedeutet. Daraus ist ersichtlich, dass das Werkstück in seiner Endstellung die Scheibe um ein bestimmtes Überlaufmass passiert hat, so dass die Wellenenden mit derselben Häufigkeit von 15 der Scheibe erfasst werden wie der mittlere Bereich der Welle. Bei diesem Längsschleifen entsteht eine wendeiförmige Schleifbahn, deren Breite der Scheibenbreite b entspricht. In Fig. 1, a cylindrical shaft 1 is shown schematically, which represents the workpiece to be machined and is mounted in a known manner between fixed tips 2 and 3 rotating about its longitudinal axis 4. A grinding wheel 5 is also mounted to rotate about its axis 6. It is provided on its outer surface with a large number of abrasive grains which, with their edges, lift material from workpiece 1 in rapid succession. The shaft 1 is alternately moved back and forth in the direction of the double arrow V by means of a machine table (not shown), so that the entire length thereof is guided past the grinding wheel 5. To explain the two end positions, the grinding wheel 5 is indicated schematically in one end position and as a dashed disc 5 'in the other end position of the workpiece. It can be seen from this that the workpiece in its end position has passed the disk by a certain overflow dimension, so that the shaft ends are detected by the disk with the same frequency as the central region of the shaft. This longitudinal grinding creates a helical grinding path, the width of which corresponds to the wheel width b.

Für die erzielte Oberflächengüte des Werkstückes ist die Überschliffzahl u von wesentlicher Bedeutung. Sie gibt an, 20 wie oft ein Punkt der Werkstückoberfläche bei einem Hub von der Schleifscheibe überschliffen wird und errechnet sich aus dem Längsvorschub je Werkstückumdrehung, der auch als Seitenvorschub bezeichnet wird, der Werkstückdrehzahl und der Scheibenbreite. Für den Seitenvorschub s gilt die Be-25 ziehung n The number of rounding u is essential for the surface quality of the workpiece. It specifies the number of times a point on the workpiece surface is ground by the grinding wheel during a stroke and is calculated from the longitudinal feed per workpiece revolution, which is also referred to as side feed, the workpiece speed and the wheel width. The relationship n applies to the side feed s

[m/U] [m / rev]

w w

(1) (1)

30 30th

wobei vt die Vorschubgeschwindigkeit des Maschinentisches, also des Werkstückes ist und nw die Werkstückdrehzahl bedeutet. Bei gegebener Breite b der Schleifscheibe errechnet sich die Überschliffzahl u = where vt is the feed rate of the machine table, i.e. the workpiece, and nw is the workpiece speed. For a given width b of the grinding wheel, the number of rounding u = is calculated

(2) (2)

Die Überschliffzahl muss mindestens u=1 betragen, d.h. der 40 Seitenvorschub s darf nicht grösser sein als die Scheibenbreite b, da anderenfalls nicht jeder Punkt der Werkstückoberfläche von der Schleifscheibe überschliffen würde. The smoothing number must be at least u = 1, i.e. the 40 side feed s must not be greater than the wheel width b, otherwise not every point on the workpiece surface would be ground by the grinding wheel.

Die Schleifscheibe 5 wird bei jeder Hubumkehr um ein bestimmtes Mass zugestellt, welches die Dicke der abzutra-45 genden Oberflächenschicht des Werkstückes bestimmt. Dieses Zustellmass kann bei dem beschriebenen Längsschleifverfahren nur sehr gering sein und liegt beispielsweise in der Grössenordnung von 0,01 mm bei üblichen Werkstoffen und Schleifbedingungen. Da die Gesamtdicke des abzutragenden so Werkstoffes ein Vielfaches dieses Zustellmasses beträgt, Each time the stroke is reversed, the grinding wheel 5 is advanced by a certain amount, which determines the thickness of the surface layer of the workpiece to be removed. This infeed dimension can only be very small in the longitudinal grinding method described and is, for example, in the order of magnitude of 0.01 mm with conventional materials and grinding conditions. Since the total thickness of the material to be removed is a multiple of this infeed dimension,

muss die Hubzahl des Werkstückes entsprechend gross sein. the number of strokes of the workpiece must be correspondingly large.

Aus Fig. 2 ist ein bekanntes Einstechverfahren ersichtlich mit der Besonderheit, dass ausser der Einstechbewegung auch eine Längsbewegung des Werkstückes ausgeführt wird. 55 Fig. 2 zeigt eine zylindrische Welle 7, die einen Bund 7a aufweist und um ihre Längsachse 8 rotierend angetrieben ist. Die Welle wird von einer Schleifscheibe 9 rundgeschliffen, die eine Gesamtbreite b hat. Die wirksame Breite bl der Schleifscheibe ist geringer, weil der Scheibenmantel auf einer 60 Breite b2 konisch abgeschrägt ist. A known piercing method can be seen from FIG. 2 with the special feature that in addition to the piercing movement, a longitudinal movement of the workpiece is also carried out. 55 Fig. 2 shows a cylindrical shaft 7 which has a collar 7a and is driven to rotate about its longitudinal axis 8. The shaft is ground by a grinding wheel 9, which has a total width b. The effective width bl of the grinding wheel is smaller because the wheel shell is tapered on a 60 width b2.

Die Welle 7 wird in Richtung des Pfeiles R, also radial zur Schleifscheibe 9 zugestellt, wobei sie mit ihrem Bund 7a an der einen Stirnfläche der Schleifscheibe entlang geführt wird. Bei diesem Einstechen der Schleifscheibe in die Welle 7 65 wird der Werkstoff in einer bestimmten Dicke spiralförmig abgetragen, wobei die Länge der Bearbeitungszone der Breite bl der Scheibe 9 entspricht. Die Einstechgeschwindigkeit ist proportional dem abzutragenden Werkstoffvolumen und The shaft 7 is fed in the direction of the arrow R, ie radially to the grinding wheel 9, with its collar 7a being guided along one end face of the grinding wheel. When the grinding wheel is inserted into the shaft 7 65, the material is spirally removed to a certain thickness, the length of the processing zone corresponding to the width b 1 of the wheel 9. The penetration speed is proportional to the volume of material to be removed and

657 557 657 557

4 4th

umgekehrt proportional zum Schleifdurchmesser des Werkstückes. Bei Beendigung des Einstechvorschubes ist das Fertigmass des Wellendurchmessers auf der Breite bl bzw. der entsprechenden Länge der Welle erreicht. Anschliessend wird die Welle in Richtung des Pfeiles V vorgeschoben, um sie auch auf dem restlichen Teil ihrer Länge fertig zu bearbeiten. Dabei liegt die Unterkante 9a der Schleifscheibe infolge der konischen Abschrägung frei, und der Schleifbelag kommt nur im Übergangsbereich 9b mit dem abzutragenden Werkstoff in Eingriff. Da diese Schleiffläche sehr schmal ist, kann der Vorschub der Welle 7 nur mit sehr geringer Geschwindigkeit ausgeführt werden, so dass sich eine erhebliche Bearbeitungszeit ergibt, die umso grösser ist, je länger die Welle ist. Dieses Verfahren ist darum nur für kurze Werkstücke geeignet, die auf ihrer grössten Länge im Einstechverfahren, also mit der Breite bl der Schleifscheibe bearbeitet werden können. Das Verfahren ist daher auch nur für solche Einsatzfalle angewendet worden. inversely proportional to the grinding diameter of the workpiece. At the end of the plunge feed, the finished dimension of the shaft diameter on the width bl or the corresponding length of the shaft is reached. The shaft is then advanced in the direction of arrow V in order to finish machining the rest of its length. The lower edge 9a of the grinding wheel is exposed due to the conical bevel, and the grinding surface only comes into engagement with the material to be removed in the transition region 9b. Since this grinding surface is very narrow, the shaft 7 can only be fed at a very low speed, so that there is a considerable machining time which is longer the longer the shaft is. This process is therefore only suitable for short workpieces that can be machined over their greatest length using the plunge process, i.e. with the width bl of the grinding wheel. The method has therefore only been used for such applications.

In den Fig. 3 bis 5 ist eine Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens dargestellt. Es wird eine Welle 10 rundgeschliffen, die einen Bund 10a aufweist und um ihre Achse 11 rotiert. Zur Bearbeitimg ist eine Schleifscheibe 12 vorgesehen, die eine Gesamtbreite B hat. Die Schleifscheibe ist auf einer Breite b zylindrisch und im übrigen Bereich ihrer Mantelfläche konisch abgeschrägt. Der Winkel a dieser Konizität ist in der Zeichnung wesentlich vergrössert dargestellt, um das erfmdungsgemässe Verfahren z An arrangement for carrying out the method according to the invention is shown in FIGS. 3 to 5. A shaft 10 is ground round, which has a collar 10a and rotates about its axis 11. For processing, a grinding wheel 12 is provided which has an overall width B. The grinding wheel is cylindrical over a width b and tapered conically in the remaining area of its outer surface. The angle a of this conicity is shown significantly enlarged in the drawing to the inventive method z

zu verdeutlichen. Er ist so gewählt, dass der Abstand - zwischen dem vorgegebenen Endmass m und der Stirnkante 12a der Schleifscheibe dem radialen Mass der Materialzugabe Z entspricht, die wie üblich auf den Wellendurchmesser bezogen ist und die abzutragende Werkstoffschicht bezeichnet. to clarify. It is selected so that the distance - between the predetermined final dimension m and the end edge 12a of the grinding wheel corresponds to the radial dimension of the material addition Z, which, as usual, is based on the shaft diameter and denotes the material layer to be removed.

Anstelle des Masses - kann auch ein Bruchteil dieses Masses 2 Instead of the measure - a fraction of this measure 2

gewählt werden, so dass das Endmass nicht in einem Hub, sondern in mehreren Hüben erreicht wird, deren Anzahl dem gewählten Bruchteil entspricht. can be selected so that the final dimension is not achieved in one stroke, but in several strokes, the number of which corresponds to the selected fraction.

Zu Beginn der Bearbeitung wird die Welle 10 mit dem (nicht dargestellten) Maschinentisch in Richtung R auf die Schleifscheibe 12 zugestellt, so dass das Material zunächst im Einstechvorgang abgetragen wird, bis die in Fig. 3 dargestellte Stellung erreicht ist. An der Übergangsstelle der Welle 10 zum Bund 10a ist eine Nut 10b vorhanden, so dass sich an dieser Stelle ein Überstand der Schleifscheibe ergibt, der eine saubere Oberflächenbearbeitung bis zum dem Bund zugekehrten Wellenende erlaubt. At the start of machining, the shaft 10 is fed with the machine table (not shown) in the direction R to the grinding wheel 12, so that the material is first removed in the plunge-in process until the position shown in FIG. 3 is reached. At the transition point of the shaft 10 to the collar 10a, there is a groove 10b, so that there is an overhang of the grinding wheel at this point, which allows a clean surface treatment up to the shaft end facing the collar.

Die Einstechgeschwindigkeit wird nach der Menge des in der Zeiteinheit abzutragenden Materials errechnet. Sie ergibt sich aus der Formel v = " zJ 6° (mm/min] The penetration speed is calculated according to the amount of material to be removed in the unit of time. It results from the formula v = "zJ 6 ° (mm / min]

f d • fr worin z' das relative Zeitspanungsvolumen in mm3/s • mm und d der Durchmesser des Werkstückes in mm ist. Beträgt z' beispielswiese 4 (in der angegebenen Dimension), so ergibt sich eine Einstechgeschwindigkeit vf bei einem Scheibendurchmesser von 50 mm zu 1,52 mm/min. f d • fr where z 'is the relative chip removal volume in mm3 / s • mm and d is the diameter of the workpiece in mm. For example, if z 'is 4 (in the specified dimension), this results in a penetration speed vf with a disk diameter of 50 mm at 1.52 mm / min.

Wenn die Endlage nach Fig. 3 durch Einstechen erreicht ist, wird das rotierende Werkstück 10 mit dem Maschinentisch in Richtung V vorgeschoben. Dabei trägt die Scheibe auf ihrer gesamten konischen Breite Material ab; eine Mittelstellung ist in Fig. 4 dargestellt. Die Vorschubgeschwindigkeit des Maschinentisches kann erheblich grösser gewählt werden als die Einstechgeschwindigkeit. Diese Vorschubgeschwindigkeit vt errechnet sich nach der Formel v = '— =v¥ 2 (4) When the end position according to FIG. 3 is reached by plunging, the rotating workpiece 10 is advanced in the V direction with the machine table. The disc removes material over its entire conical width; a middle position is shown in FIG. 4. The feed speed of the machine table can be selected to be considerably higher than the plunge speed. This feed rate vt is calculated using the formula v = '- = v ¥ 2 (4)

t tgoc .£ z s t tgoc. £ z s

Die Vorschubgeschwindigkeit ist also um den Faktor 2 B - b The feed rate is a factor of 2 B - b

Z Z

10 10th

grösser als die Einstechgeschwindigkeit. Hat beispielsweise die Schleifscheibe eine Gesamtbreite B von 70 mm und auf ihrem zylindrischen Bereich eine Breite b von 10 mm, so ergibt sich für eine Werkstoffzugabe z = 0,3 mm der Faktor 15 400 für das Verhältnis zwischen Vorschubgeschwindigkeit vt zu Einstechgeschwindigkeit vf. greater than the penetration speed. If, for example, the grinding wheel has a total width B of 70 mm and a width b of 10 mm on its cylindrical area, then for a material addition z = 0.3 mm the factor 15 400 results for the ratio between feed speed vt to plunge speed vf.

Bei der Wahl des Verhältnisses zwischen der Gesamtbreite B und der Teilbreite b der Schleifscheibe ist folgendes zu berücksichtigen: Der Faktor, um den die Einstechgeschwin-20 digkeit zur Bemessung der Vorschubgeschwindigkeit erhöht werden kann, ist umso grösser, je kleiner der Winkel a ist, je länger also die Strecke B — b im Verhältnis zur Werkstoffzugabe z ist. Das absolute Mass der Teilbreite b ist ebenfalls bestimmend für die Vorschubgeschwindigkeit vt. Die maxi-2s mal zu wählende Vorschubgeschwindigkeit ist proportional zur Schleifscheibenbreite b und zur Drehzahl des Werkstük-kes sowie umgekehrt proportional zur Überschliffzahl. Da die Überschliffzahl g: 1 sein muss, kann die Teilbreite b der Schleifscheibe nicht beliebig klein gewählt werden, da sonst 30 der Faktor, um den die Einstechgeschwindigkeit erhöht werden kann, niedriger liegen würde als der aus dem Winkel a zu errechnende Betrag. Der zu dem oben angegebenen Beispiel errechnete Faktor 400 wird erreicht, wenn die Überschliffzahl = 1 gewählt wird und die Drehzahl des Werk-35 stückes 60 U/min beträgt. When choosing the ratio between the total width B and the partial width b of the grinding wheel, the following must be taken into account: The factor by which the plunge speed can be increased to measure the feed speed is greater, the smaller the angle a, the the longer the distance B - b is in relation to the material addition z. The absolute dimension of the section b is also decisive for the feed speed vt. The feed speed to be selected maxi-2s times is proportional to the grinding wheel width b and to the speed of the workpiece and inversely proportional to the number of rounds. Since the smoothing number must be g: 1, the section b of the grinding wheel cannot be chosen to be as small as otherwise the factor by which the plunge speed can be increased would be lower than the amount to be calculated from the angle a. The factor 400 calculated for the example given above is achieved when the number of rounding = 1 is selected and the speed of the workpiece is 60 rpm.

In Fig. 5 ist die Relativlage zwischen Werkstück und Schleifscheibe am Ende des Vorschubweges dargestellt. Der zylindrische Teil der Schleifscheibe soll das Wellenende um ein Mass ü überlaufen, das ausreicht, um auch dieses 40 Wellenende einwandfrei rundzuschleifen. 5 shows the relative position between the workpiece and the grinding wheel at the end of the feed path. The cylindrical part of the grinding wheel should overlap the shaft end by a dimension sufficient to grind this 40 shaft end perfectly.

Mit dem erfindungsgemässen Verfahren wird eine erheblich geringere Bearbeitungsdauer erreicht, als es bei dem bekannten Längsschleifverfahren möglich ist, wie es anhand der Fig. 1 erläutert wurde. Dort kann zwar die Vorschubge-45 schwindigkeit vt grösser gewählt werden als bei dem erfindungsgemässen Verfahren; jedoch beruht dies darauf, dass die abzutragende Materialmenge fürjeden Hub wesentlich geringer gewählt werden muss als das Mass -. So wären bei so dem angegebenen Beispiel 30 Hübe erforderlich, die zwar jeweils mit der 7fachen Geschwindigkeit ausgeführt werden . könnten, verglichen mit dem erfindungsgemässen Verfahren, ' ' jedoch wegen der grossen Anzahl der Hübe eine wesentlich höhere Gesamtschleifzeit ergeben. Für das angenommene 55 Beispiel wird bei dem erfindungsgemässen Verfahren nur ein Viertel der Gesamtzeit benötigt. The method according to the invention achieves a considerably shorter machining time than is possible with the known longitudinal grinding method, as was explained with reference to FIG. 1. There the feed speed vt can indeed be selected to be greater than in the method according to the invention; however, this is due to the fact that the amount of material to be removed has to be selected much smaller than the dimension for each stroke. In the example given, 30 strokes would be required, each of which would be carried out at 7 times the speed. could, compared to the method according to the invention, result in a significantly higher total grinding time due to the large number of strokes. For the assumed example, only a quarter of the total time is required in the method according to the invention.

Im Vergleich zu dem anderen bekannten Verfahren, bei dem eine lange Welle durch aufeinanderfolgendes Einstechen fertig bearbeitet wird, ergibt sich ebenfalls eine Zeiter-60 sparnis. Bei diesem bekannten Verfahren wird zwar bei jedem Einstechen das Endmass erreicht, jedoch muss das Werkstück fürjeden Einstechvorgang neu positioniert werden, und überdies ist als Endbearbeitung noch ein Vorschub im Längsschleifverfahren erforderlich. 65 Das erfmdungsgemässe Verfahren ist nicht nur zum Aus-senrundschleifen von zylindrischen Werkstücken anwendbar. Vielmehr können auch Werkstücke mit kegelförmiger Oberfläche in der erfindungsgemässen Weise bearbeitet wer- In comparison to the other known method, in which a long shaft is finished by successive plunge cutting, there is also a time-60 saving. In this known method, the final dimension is reached with every plunge cut, but the workpiece has to be repositioned for each plunge cut operation and, moreover, a feed in the longitudinal grinding process is required as the finishing step. 65 The method according to the invention is not only applicable for the external cylindrical grinding of cylindrical workpieces. Rather, workpieces with a conical surface can also be machined in the manner according to the invention.

5 5

657 557 657 557

den, wobei die Lagerung des Werkstückes und die Relativbewegung zwischen Schleifscheibe und Werkstück in der beim Längsschleifverfahren üblichen Weise auszuführen sind. Ist die Werkzeugmaschine auch zum Schleifen von unrunden Formen eingerichtet, wobei das Werkstück beispielsweise s polygonalen Querschnitt hat, so können auch solche Werkstücke nach dem erfindungsgemässen Verfahren bzw. mit einer erfindungsgemäss ausgebildeten Schleifscheibe bearbeitet werden. Solche Werkzeugmaschinen sind an sich bekannt; sie haben beispielsweise einen schrägstehenden Support oder Maschinentisch, wodurch die notwendige Lagerung und Zustellung ermöglicht wird. the, the storage of the workpiece and the relative movement between the grinding wheel and workpiece to be carried out in the usual manner in the longitudinal grinding process. If the machine tool is also set up for grinding non-circular shapes, the workpiece, for example, having a polygonal cross section, then such workpieces can also be processed using the method according to the invention or with a grinding wheel designed according to the invention. Such machine tools are known per se; for example, they have an inclined support or machine table, which enables the necessary storage and delivery.

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

S S

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

657 557 PATENT CLAIMS

1

tgoc is chosen to be greater than the penetration speed (Vf), where a is the angle between a surface line of the cylindrical surface section and the surface line intersecting this surface line of the chamfered surface section of the grinding wheel.

1. Method for cylindrical grinding of workpieces, in which a rotating grinding wheel removes material from the rotating workpiece with its outer surface, a feed movement and a feed movement at the beginning of this stroke between the grinding wheel and the workpiece, which is longer in relation to the grinding wheel width, in the direction of its longitudinal axis is produced, characterized in that the infeed movement (R) is carried out with a predetermined penetration speed (Vf) until a workpiece dimension is reached which, in the region of a cylindrical jacket section of the grinding wheel, corresponds to the material removal or a fraction thereof determining the final dimension of the workpiece, and that then with the rest of the cylindrical section of the beveled jacket section of the grinding wheel by feed movement (V) material is removed from the workpiece over its entire length to the same final dimension as in the cylindrical region.

2. The method according to claim 1, characterized in that the feed speed (vt) by the factor

3. The method according to claim 2, characterized in that the axial extent (b) of the cylindrical shell section is dimensioned such that the feed movement (V) per workpiece rotation is less than or at least equal to this axial extent (b).

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the greatest radial distance of the chamfered jacket section of the grinding wheel to the cylindrical jacket section of the grinding wheel corresponds to at most half the amount of the material addition (z) specified for removal to finished dimensions.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the plunge feed is carried out in the radial direction of the grinding wheel.

6. Apparatus for carrying out the method according to one of claims 1 to 5, with a grinding wheel, the surface of which is designed as a grinding surface and is cylindrical over a partial width of its total width and beveled over the remaining width, characterized in that the beveled area of the grinding wheel is a larger one Has width than the cylindrical area, and that the angle a present between the cylindrical and the beveled lateral surface is dimensioned such that tgag is 0.01.

7. The device according to claim 6, characterized in that the grinding wheel (12) is conically tapered from its cylindrical shell section up to its one end face.

8. The device according to claim 6 or 7, characterized in that the ratio between the total width (B) of the grinding wheel (12) and the partial width (b), which corresponds to the axial extent of the cylindrical outer surface, between 5: 1 and 30: 1, is preferably about 7: 1.