CH660147A5 - Verfahren und vorrichtung zum schleifen von planen oberflaechen von werkstuecken. - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum schleifen von planen oberflaechen von werkstuecken. Download PDF

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CH660147A5
CH660147A5 CH2650/83A CH265083A CH660147A5 CH 660147 A5 CH660147 A5 CH 660147A5 CH 2650/83 A CH2650/83 A CH 2650/83A CH 265083 A CH265083 A CH 265083A CH 660147 A5 CH660147 A5 CH 660147A5
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grinding
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grinding wheel
wheel
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Georg Brandt
Fritz Dr Feldmeier
Harald Petermann
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Mueller Georg Nuernberg
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B24D7/06Bonded abrasive wheels, or wheels with inserted abrasive blocks, designed for acting otherwise than only by their periphery, e.g. by the front face; Bushings or mountings therefor with inserted abrasive blocks, e.g. segmental

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäss Oberbegriff des Anspruches 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäss Oberbegriff des Anspruches 4.
Derzeit sind zwei Schleifverfahren bekannt, nämlich das «Umfangsschleifen» und «Seitenschleifen». Das «Umfangs-schleifen» ist dabei weiterentwickelt als das «Seitenschleifen» und teilweise bereits konkurrenzfähig hinsichtlich Zerspanungsleistung und Genauigkeit gegenüber Drehen, Fräsen und Hobeln. Die beiden unterschiedlichen Schleifverfahren gemäss dem Stand der Technik sind eingehend in der technischen Literatur beschrieben, wobei die Leistungsgrenzen in wissenschaftlichen Arbeiten, Fachliteratur und Produktionsinformationen angegeben sind und den jeweils erreichten letzten Stand widerspiegeln. Beide oben erwähnten Schleifverfahren haben ihre eigenen, sich teilweise überdeckenden Einsatzgebiete, in denen sie optimal arbeiten. Dabei ist für sehr harte, spröde und empfindliche Werkstoffe und sehr ebene Planflächen das Seitenschleifverfahren überlegen. Solche Werkstoffe sind beispielsweise nichtmetallische kristalline Werkstoffe wie Silizium, Germanium, Saphir, Granat, Spinell, die in grossen Mengen in Form von grossflächigen und sehr dünnen Scheiben beispielsweise als Träger von elektronischen Schaltungen hergestellt und verwendet werden. Das dabei früher zur Oberflächenbearbeitung ausschliesslich angewendete Läppen wird mehr und mehr durch Schleifen mit diamantbelegten Schleifscheiben ersetzt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu seiner Durchführung zu finden, das den Planschliff von sehr empfindlichen Teilen aus spröden und oft extrem harten Werkstoffen erlaubt. Die Hauptforderung war dabei eine weit über den derzeitigen Stand der Technik hinausgehende Zerspanungsleistung bei werkstoffschonendem Materialabtrag, wobei die bei einem Schneidprozess unvermeidlichen Veränderungen der obersten Materialschichten und das sich hieraus ergebende Damage (das ist die Zerstörungstiefe der oberflächennahen Kristallschicht) geringer sein sollen als die derzeit bekannten und angewendeten Abtragsverfahren, wobei gleichzeitig eine wesentliche Verbesserung der geschliffenen Oberfläche hinsichtlich Ebenheit, Rauhtiefe und Werkstoffbeschädigung (Kristallgitterzerstörung) erreicht wird, um die Anzahl der bei solchen Werkstücken notwendigen aufeinanderfolgenden Arbeitsgänge, wie beispielsweise Schrupp-, Schlicht- und Feinschleifen, zu verringern.
Das Damage und deutlich sichtbare Bearbeitungsspuren an der geschliffenen Oberfläche erhöhen die Bruchempfindlichkeit und verändern die elektrischen Werte der Werkstük-ke, insbesondere der als Träger von elektronischen Schaltungen verwendeten Scheiben, erheblich und haben einen sehr nachteiligen Einfluss auf nachfolgende Behandlungen und Diffusionsabläufe. Je geringer das Damage ist, um so dünner lassen sich die Werkstücke schleifen. Ebenso vereinfacht und verkürzt die werkstoffschonende Schleifbearbeitung die nachfolgenden Arbeitsgänge, weil die Beseitigung des unvermeidlichen Damage durch Ätzen weniger aufwendig ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch ein Verfahren gemäss Anspruch 1 und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäss Anspruch 4 gelöst.
Vorteilhafte Ausführungsformen des Verfahrens und der Vorrichtung zum Schleifen nach der Erfindung können mit den Merkmalen der Ansprüche 2 und 3 bzw. der Ansprüche 5 bis 8 erreicht werden.
Spröd-brüchige Werkstoffe, die erfindungsgemäss bearbeitet werden, haben eine Mindest-Vickers-Härte von 5000 N/mm2, vorzugsweise von 7000—25 000 N/mm2. Bevorzugte Beispiele derartiger Werkstoffe sind Spezialglas und Glaskeramik mit einer Vickers-Härte bis 7000 N/mm2 zur Anwendung in der Optik. Eine besonders bevorzugte Gruppe von Werkstoffen sind AIII-BV-Verbindungen mit einer Vickers-Härte bis 8500, Ferrite mit einer Vickers-Härte bis 7000, Germanium mit einer Vickers-Härte bis 7500, Silizium mit einer Vickers-Härte bis 11 500, Spinell mit einer Vickers-Härte bis 14 000, sowie Saphir- und Gallium-Gadolinium-Granat (GGG) mit einer Vickers-Härte von 19 000 bis 21 500. Derartige Werkstoffe finden bevorzugt Anwendung in der Elektronik. Weitere in Frage kommende Werkstoffe sind Siliziumkarbid SiC mit einer Vickers-Härte von
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15 000 bis 25 500, Siliziumnitrit SÌ3N4, mit einer Vickers-Härte von 15 000—20 000 (beziehungsweise 35 000 beim Einzelkristall) sowie Borkarbid B4C mit einer Vickers-Härte von 22 500 bis 31 000. Derartige Werkstoffe finden Anwendung im Maschinenbau, Motorenbau sowie Anlagenbau. Eine weitere bevorzugte Gruppe von Werkstoffen umfasst Schneidkeramik mit einer Vickers-Härte von 17 000 bis 28 500 sowie Korund A1203 mit einer Vickers-Härte von 21 500. Diese Werkstoffe dienen als nicht-metallische Schneidstoffe. In Frage kommen weiterhin Frequenzkeramiken, Schwingquarze und Porzellan jeweils mit einer Vickers-Härte bis 8000 N/mm2.
Das Schleifverfahren nach der Erfindung, das sogenannte Plan-Seiten-Querschleifen umfasst im Gegensatz zu den bisher zur Bearbeitung derartiger Werkstoffe verwendeten Schleifverfahren nur zwei Bewegungskomponenten, nämlich die Rotation der Schleifscheibe und die senkrecht zur zu schleifenden Werkstückoberfläche gerichtete Zustellbewegung der Schleifscheibe. Die Vorschubbewegung, die bei den bisher zur Bearbeitung derartiger Werkstoffe eingesetzten Schleifverfahren als ein dominierender Verfahrensparameter angesehen wurde, entfällt dagegen.
Der Arbeitsablauf beim Plan-Seiten-Querschleifen besteht sozusagen aus einem Eintauchen der rotierenden Schleifscheibe in die Werkstückoberfläche, weshalb im folgenden für diese Bearbeitung die Bezeichnung Tauchschleifen verwendet wird. Die Grösse der Schleifscheibe ist dabei vorzugsweise so bemessen, dass die gesamte an einem Werkstück zu schleifende Oberfläche überdeckt wird. Insbesondere bei sehr ausgedehnten Werkstücken ist aber auch ein sich wiederholendes partielles Tauchschleifen möglich, wobei das Werkstück nach jedem Tauchschliff um ein von den Abmessungen der Schleifscheibe abhängiges Mass quer zur Schleifscheibenachse verschoben wird.
Das Plan-Seiten-Querschleifen, das bisher nur als relativ rauhe Grobzerspanung mit geringen Anforderungen an die Oberflächengüte eingesetzt wurde, ist bei harten und extrem spröden Werkstoffen, die gegen Kristallgitterzerstörungen an der bearbeiteten Oberfläche anfällig sind, überraschend ausserordentlich werkstoffschonend bei zudem guten Zerspanungsverhalten dieser Werkstoffe. So ist die Zerspanungsleistung um ein Mehrfaches grösser als bei den bisher üblichen Schleifverfahren und zwar ohne Einbussen hinsichtlich der erreichten Oberflächengüten und der schädlichen Veränderungen der äussersten, mit der Schleifscheibe in Kontakt gekommenen Werkstoffschicht.
Es ergibt sich weiterhin der Vorteil, dass beispielsweise die beim Rückseitenschleifen fertigbehandelte und im allgemeinen mit relativ weichen Werkstoffen fertigbeschichtete Vorderseite einer Siliziumscheibe, die während dieses Schleifvorganges die Auf lageseite auf der Werkstückspannstelle ist, weitaus geringer durch Eindrücke und Quetschstellen gefährdet ist und damit Ausschuss vermieden wird.
Die in der Praxis eingeführten Schleifverfahren, bei denen die diamantbelegte Seitenschleifscheibe mit sehr langsamen Vorschub und geringer Spantiefe über die Werkstückoberfläche bewegt wird, setzen eine feinkörnige Schleifscheibe mit elliptisch verlaufender Anrundung der Schneidkante voraus, um die geforderten Qualitätswerte zu erreichen. Diese optimalen Schneidverhältnisse sind in der Praxis aber nicht ohne weiteres ständig aufrecht zu erhalten und sicher reproduzierbar, was erhebliche Qualitätsschwankungen nach sich zieht. Beim erfindungsgemässen Schleifverfahren ist dagegen nur darauf zu achten, dass die Arbeitsfläche der Schleifscheibe eben ist.
Es kann auch eine relativ feinkörnige Schleifscheibe verwendet werden, wobei trotzdem Zerspanungsleistungen erzielt werden, die bisher nur sehr grobkörnige Schruppschleifscheiben erbrachten. Im übrigen kann die Ebenheit und Rauhtiefe der bearbeiteten Werkstücke dadurch noch wesentlich verbessert werden, dass nach Beendigung der Zustellung der Schleifscheibe das Werkstück parallel zur Arbeitsfläche der Schleifscheiben aus dem Eingriffsbereich gezogen wird. Die Spuren der etwas weiter aus der Schleifscheibe herausstehenden Kornspitzen werden dabei egalisiert. Dieser zusätzliche Arbeitsschritt entspricht in etwa dem sonst üblichen sogenannten Ausfeuern.
Da während der Zerspanung keine Vorschubbewegung erfolgt, ist ferner der Bau einer einfacheren und sehr stabilen Maschine möglich. Bekannte automatische Einzel- oder Mehrstationen-Schleifmaschinen arbeiten mit Rundtischen als Werkstückträger und -Vorschubeinrichtung, bei denen bedingt unterschiedliche, nach aussen hin zunehmende Vorschubgeschwindigkeiten auftreten. Dieser Nachteil, der sich negativ auf die Materialbeanspruchung und die Oberflächengüte während des Schleifkorneingriffes auswirkt, entfällt, da gegebenenfalls wie oben beschrieben ein abschliessendes Ausfeuern als geradlinige Bewegung, beispielsweise des Schleifspindelstockes, durchgeführt werden kann, um eine sehr feine und gleichmässige Oberfläche zu erhalten. Herkömmliche Rundtisch-Schleifautomaten mit mehreren Stationen haben an allen Schleifstationen eine gleiche Vorschubgeschwindigkeit, unabhängig davon, ob vor-, fein-oder feinstgeschliffen wird. Beim erfindungsgemäss angewendeten Verfahren Plan-Seiten-Querschleifen, bei dem während des Schleifvorganges keine Vorschubbewegung stattfindet, kann die Ausfeuerbewegung dagegen jeweils individuell und optimal mit geringem maschinellem Aufwand angepasst werden, wobei im allgemeinen eine lineare Ausfeuerbewegung nur an der letzten Schleifstation notwendig ist. Da während des Schleifens der Werkstückträger stillsteht, beispielsweise in Form eines getakteten Rundtisches, ist eine sehr präzise und von der Handhabung her einfache Werkstückbe- und entladung gegeben.
Ein weiterer Vorteil ist, dass während dieser Periode eine völlige räumliche Abtrennung zwischen Schleif- und Be- und Entladebereich ermöglicht wird, was bei hochgenauen Werkstücken sehr wichtig ist, weil die Werkstückspannstelle gereinigt und sauber gehalten werden kann, bis das nächste Werkstück aufgelegt ist. Schon geringe Staubpartikel zwischen Werkstückauflage und Werkstück drücken nämlich auf deren Oberfläche und führen bei sehr dünnen Werkstük-ken unweigerlich zu den geführchteten, örtlichen Rissen, die wegen ihrer Ausbildung Krähenfüsse genannt werden.
Als weiterer Vorteil ist eine lange Standzeit der Schleifscheibe zu nennen, aus der sich entsprechend geringe spezifische Werkzeugkosten ergeben. Dies resultiert einerseits daraus, dass die maximal mögliche Anzahl von Schleifkörnern am Schneidprozess beteiligt ist, was die Belastung des einzelnen Korns verringert und die Spanabfuhr erleichtert, wobei sich die auf das Einzelkorn wirkende konstante und vibrationsarme Schnittkraft hinsichtlich der Schleiffläche als raumfester Vektor darstellen lässt, und andererseits aus dem Fehlen der Vorschubbewegung, was zu einem weniger raschen Ausbrechen des Schleifkornes aus der Bindung führt.
In den beigefügten Zeichnungen sind vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im einzelnen erläutert.
Dabei zeigen:
Figur 1 eine Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des Schleif-Verfahrens;
Figur 2 eine schematische Darstellung der Grössenrela-tionen zwischen Schleiffläche der Schleifscheibe und Werkstück bei einer Vorrichtung gemäss Figur 1;
Figur 3 schematische Darstellungen 3a bis 3e von Beispielen von vorteilhaften Ausgestaltungen der Schleifflächen
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von Schleifscheiben zur Durchführung des Schleif-Verfah-rens;
Figur 4 eine Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer Vorrichtung; und
Figur 5 eine Draufsicht auf die Vorrichtung gemäss Figur 4.
Die in Figur 1 dargestellte Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Schleif-Verfahrens besteht aus einem im wesentlichen quaderförmigen Maschinenständer 1, auf dessen horizontaler oberen Fläche ein taktweise drehbarer und horizontal verschiebbarer Tisch 2, der während des Schleifprozesses festgespannt werden kann, zur Aufnahme und zum Weitertransport der Werkstücke 3 gelagert ist. Die Werkstückaufnahme wird von einem Support 4 überragt, an dem der Antriebsmotor 8 und die Schleifspindel 5, die die Schleifscheibe 6 mit der den Werkstücken zugewandten Schleiffläche 7 trägt, befestigt sind. Der Support 4 ist mit genauen und steifen Führungselementen 9 am Ständer 1 vertikal auf- und abbeweglich befestigt. Diese vertikale Auf- und Abbewegung kann beispielsweise von einer elektrisch angetriebenen Zustellspindel 10 eingeleitet werden. Diese Zustellspindel 10 stellt die Schleifscheibe 6 im «Tauchschliff» bis auf das Endmass des Werkstückes nach unten zu und hebt im Eilgang den gesamten Support nach oben ab. Während dieser Rückbewegung des Supports wird durch taktweises Drehen oder horizontales Verschieben des Tisches 2 das fertig bearbeitete Werkstück aus dem Bereich der Schleifscheibe entfernt, gleichzeitig ein neues zu bearbeitendes Werkstück unter die Schleifscheibe gebracht und in Arbeitsstellung positioniert. Diese gleichzeitige Ent- und Beladung erfolgt in Abstimmung mit der Rückbewegung des Supports, so dass keine Kollision zwischen neuem Werkstück und der Schleifscheibe stattfindet, solange die Transportbewegung nicht abgeschlossen und der Werkstückträger wieder festgeklemmt worden ist.
Figur 2 veranschaulicht eine Schleifscheibe zur Durchführung des Schleif-Verfahrens. Die dargestellte Schleifscheibe 40 hat eine dem Werkstück 41 zugewandte Schleif-fläche 42, die das während des Schleifvorganges fest positionierte und keiner Vorschubbewegung unterworfene Werkstück 41 flächenmässig voll überdeckt. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass während des Schleifens alle Schleifkörper der Schleiffläche 42 spanabhebend wirksam werden.
Figur 3 zeigt in schematischer Darstellung verschiedene Ausgestaltungsmöglichkeiten von einsetzbaren Schleifkörperflächen.
Figur 3a zeigt eine aus Schleifkörperpellets 43 gebildete Schleiffläche. Figur 3b und 3c zeigen Schleifscheiben, deren Schleifbeläge aus quadratischen beziehungsweise trapezförmigen Schleifbelagselementen 44,45 gebildet sind. Bei Figur 3d und 3e sind die Schleifbelagselemente stäbchenförmig 46 beziehungsweise bogenförmig 47 ausgebildet. In allen Ausführungsformen 3a bis 3e sind jeweils kreisförmige Werkstücke 41 eingezeichnet, wobei ersichtlich ist, dass die Schleifbeläge die Werkstücke in Fläche wirkungsmässig voll abdecken. Bei jeder dieser Ausführungsformen von Schleifscheiben ist sichergestellt, dass während des Schleifens alle Schleifkörper der dem Werkstück zugewandten Schleifbelagsegmenten spanabhebend wirksam werden. Dies steht in klarem Gegensatz zum herkömmlichen Stirnschliff, bei dem nur die Schleifkörper der Schleifscheibenkante spanabhebend wirken.
Ein weiterer Vorteil des Schleif-Verfahrens ist die Tatsache, dass die Schleifbelastung und der Eingriffsbereich der Schleifscheibe am Werkstück während der gesamten Schleifzeit konstant sind. Dadurch wird ein sehr gleichmässiges Schliffbild und ein sehr stabiler Schleifablauf erreicht.
Bei der Ausführungsform gemäss Figur 4 und 5 sind an den Seitenflächen 2 des Ständers 1 oder im Ständer 1 die beiden Bearbeitungsstationen 3,4 angebaut. Durch je eine vertikale Gleitführung 5a, 5b sind die Bearbeitungsstationen in ihrer Höhe verstellbar. Die Höhenverstellung erfolgt durch Kugelgewindespindeln 6a, 6b, die durch je einen Elektromotor 7a, 7b angetrieben werden. Die Drehzahl der Motoren und damit die Höhenverstellgeschwindigkeit sind vorzugsweise elektronisch regelbar. Der Ausleger 8 der ersten Bearbeitungsstation 3 ist eine Einheit mit Vertikalführung. Der horizontale Ausleger 9 der zweiten Bearbeitungsstation 4 ist längsverschiebbar auf einem Vertikalschlitten 10 gelagert, wobei dessen Führung 12 eine Klemmeinrichtung aufweist, so dass der Ausleger 9 bei geöffneter Klemmung mit dem Linearmotor 11 verschoben werden kann. Alle Linearführungen 5a, 5b, 12 haben sehr genaue steife und reibungsarme Führungsbahnen, wobei das Führungsbeispiel eingestellt werden kann. Eine der zweiten Bearbeitungsstation 4 nachgeschaltete Messstation 13 überwacht das Dickenmass der Werkstücke 14 und nimmt die Nachregelung der zweiten Schleifscheibe 15b vor. Der Ausleger jeder Bearbeitungsstation 3,4 nimmt an der Vorderseite die vertikal eingebaute Schleifspindel 16,17 auf. Rückseitig sind die Schleifspindelmotoren 18,19 angeflanscht. Die Kraftübertragung von Spindelmotor auf die Schleifspindel erfolgt durch Flachriemenantrieb 20. Die Drehzahlanpassung der Schleifspindel an die jeweilige Schleifaufgabe wird durch Änderung des Übersetzungsverhältnisses am Riementrieb beziehungsweise durch elektronische Drehzahlregelung der Spindelmotore 18,19 vorgenommen.
Die Schleifspindel ist, je nach Ausführung, in Wälzlageroder Luftlagerelementen gelagert. Am anderen Ende der Spindelwelle sitzt auf einer kegeligen Aufnahme der Schleifscheibenflansch, der die Schleifscheibe 15a, 15b trägt. Der Rundtisch 21 ist mittig im Ständer 1 gelagert. Er trägt, abhängig von der Werkstückgrösse, eine Anzahl Werkstückspannstellen 22. Diese sind durch Lösen der Befestigungsschrauben leicht zu demontieren und durch andere zu ersetzen. Entsprechend dem zu bearbeitenden Material werden die Werkstücke 14 elektromagnetisch oder durch Vakuum gespannt. Die Zuleitung für die elektrische Energie beziehungsweise Luftversorgung der Spannstellen erfolgt über eine Bohrung 29 in der Mitte des Rundtisches. Die Werkstücke 14 werden durch den Rundtisch 21 taktweise von der Beladestelle 23 zur ersten und zweiten Bearbeitungsstation und zurück zur Entladestelle 24 transportiert.
Wälzlager 38 übernehmen die radiale Führung des Rundtisches 21. Als Axialführung wirkt eine an der Ständeroberfläche ausgebildete Gleitbahn 30, die beispielsweise mit einem reibungsarmen und stick-slip-armen Kunststoffbelag versehen ist und impulsweise von einer im Ständer angeordneten Zentralschmierung mit Schmiermittel versorgt wird. Der Rundtisch 21 steht still, solange die Schleifscheiben 15a, 15b im Eingriff stehen, und wird zusätzlich mit den symmetrisch um die Rundtischachse 32 angeordneten Spannelementen 31a, 31b gegen die axiale Lagerung 30 am Ständer gepresst, so dass eine absolut spaltfreie, sehr steife und schwingungsfreie Abstützung des Rundtisches und damit des Werkstückes während des Schleifens gegeben ist.
Der Rundtisch wird am Ende eines jeden Schleifzyklus, nachdem die Scheibe nach oben abgehoben hat, taktweise derart weiterbewegt, dass beispielsweise ein elektrischer oder hydraulischer Drehantrieb 33, dessen Abtriebsritzel 34 in den Zahnkranz 35, der mit dem Rundtisch 21 über die Rundtischachse 32 fest verbunden ist, eingreift und solange dreht, bis ein Abschaltimpuls von einem Endschalter am Rundtisch abgegeben wird, was dann der Fall ist, wenn der Rundtisch soweit weitergedreht worden ist, dass ein neues
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Werkstück unter der Schleifscheibe angelangt ist. Zur genauen Positionierung rastet zusätzlich eine Indexierung 36 in eine ebenfalls mit der Rundtischachse fest verbundene Teilscheibe 37 ein. Nach jedem Weiterfahren ist somit der Rundtisch sehr genau und unverrückbar in seiner Arbeitsstellung in den Schleifstationen festgelegt. Für das Weiterfahren und Verriegeln des Rundtisches können jedoch andere konstruktive Lösungen, wie beispielsweise Kurbeltriebe oder Stirnverzahnungen, in ihren vielfältigen Ausführungen angewendet werden. Jedem Fachmann sind die hier infrage kommenden Konstruktionsmöglichkeiten bekannt.
Gegenüber den Bearbeitungsstationen 3,4 befinden sich an der Vorderseite des Maschinenständers 1 links die Beladestation 23 und rechts die Entladestation 24. Das Be- und Entladen findet während der Zeit statt, in der gegenüberliegend in Bearbeitungsstation 1 und 2 geschliffen wird. Beim Beladen werden die Werkstücke durch einen drehbaren Greifarm 25a aus einem Magazin 26 oder einer geeigneten Werkstückvorlage gehoben, über den Rundtisch geschwenkt und auf der Werkstückspannplatte 22 abgelegt. Das Entladen erfolgt in umgekehrter Reihenfolge. Zwischen Be- uiid Entladestation werden die Werkstückspannstellen gereinigt. Eine Reinigungsstation 27 mit rotierender Kunststoffbürste entfernt, unterstützt durch einen aus Düsen auftretenden Wasserstrahl, den zum Teil noch vorhandenen Schleifabtrag und schafft dadurch die notwendige saubere Auflagefläche für das nachfolgende Beladen. Durch die Abschirmung 28 über der Mitte des Rundtisches wird die Be- und Entladezone vor Verschmutzung durch die Bearbeitungsstationen geschützt.
Der Betrieb der Hochleistungsschleifmaschine kann wie folgt ablaufen:
Nach Beladung der Maschine in der oben beschriebenen Weise taktet der Rundtisch das Werkstück unter die erste
Schleifstation, deren Schleifscheibe sich entsprechend dem Aufmass der Werkstücke in oberer Position befindet. Nachdem der Rundtisch plangespannt und verriegelt ist, taucht die Schleifscheibe von oben in das Werkstück ein, bis das Fertigmass der ersten Station erreicht ist. Jetzt fährt die Schleifscheibe in ihre Ausgangsposition zurück. Die Schleifscheibe der ersten Schleifstation ist so ausgelegt, dass die Belagbreite der Schleifscheibe das gesamte Werkstück überdeckt beziehungsweise dass während des Eintauchens die gesamte Oberfläche des Werkstückes bearbeitet wird. Die Zustellgeschwindigkeit der Schleifscheibe lässt sich stufenlos vorwählen.
Der Rundtisch taktet dann das Werkstück zur zweiten Bearbeitungsstation, wobei erneut plangespannt und verriegelt wird. Der Schleifvorgang entspricht dem in der ersten Bearbeitungsstation, jedoch unter Verwendung einer feinkörnigeren Schleifscheibe und mit geringerem Werkstoffabtrag.
Am Ende der Zustellbewegung wird dann vorteilhafterweise zur Verbesserung der Oberfläche die Schleifscheibe ähnlich dem herkömmlichen Ausfeuern ohne Zustellung über das Werkstück weg nach aussen gezogen werden.
Während des Weitertaktens zur Entladestation wird das Ist-Mass des Werkstückes gemessen. Bei Erreichen der oberen Toleranzgrenze durch Verschleiss am Schleifbelag wird das Höhenmass in der zweiten Schleifstation von der Maschine selbständig nachgestellt. Das Entladen erfolgt in umgekehrter Reihenfolge wie das Beladen, wobei die Werkstük-ke wieder in Magazine zurückgelegt werden.
Da nach jedem Rundtischtakt ein neues Werkstück aufgelegt beziehungsweise abgenommen wird, entsteht ein kontinuierlicher Werkstückfluss durch die Schleifmaschine.
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Claims (8)

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1. Verfahren zum Schleifen von planen Oberflächen von Werkzeugstücken mit einer Schleifscheibe, die mindestens eine der zu schleifenden planen Oberfläche zugewandte plane Schleiffläche aufweist und um eine zu dieser Schleiffläche senkrechte Achse rotiert, dadurch gekennzeichnet, dass während des Schleifvorganges als einzige Relativbewegung zwischen Werkstück und rotierender Schleifscheibe die Zustellung der Schleifscheibe in Richtung der Drehachse der Schleifspindel erfolgt, wobei das Werkstück aus spröd-brüchigen Werkstoffen mit einer Mindest-Vickers-Härte von 5000 N/mm2 besteht.
2. Verfahren-nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstücke scheibenförmige sind und aus Silizium mit einer Vickers-Härte von 7000 bis 11500 N/mm2 bestehen.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die plane Schleiffläche der Schleifscheibe die zu bearbeitende Oberfläche des Werkstückes wirkungsmässig voll überdeckt.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäss einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine in Richtung der Drehachse beweglich angeordnete Schleifspindel (5,16,17) und eine Werkstückaufnahmevorrichtung (22) zur Fixierung des zu bearbeitenden Werkstückes im Arbeitsbereich einer Schleifscheibe (15a, 15b, 40) mit einer planen Schleiffläche (7,42), so dass während des Schleifvorganges mindestens eine teilweise Überdeckung der zu bearbeitenden Oberfläche durch die plane Schleiffläche der Schleifscheibe gegeben ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifscheibe (15a, 15b, 40) als Topfscheibe ausgebildet ist, deren plane ringförmige Schleiffläche (7,42) die zu bearbeitende Oberfläche voll überdeckt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifscheibe als Topfscheibe ausgebildet ist, deren plane Schleiffläche aus einer Vielzahl von Segmenten besteht, wobei der Abstand zwischen den Segmenten jeweils kleiner ist als die zu bearbeitende Oberfläche.
7. Vorrichtung nach Anspruch 4, mit einem gemeinsamen horizontalen Rundtisch mit mehreren Werkstückspanneinrichtungen zugeordneten Bearbeitungsstationen, welche jeweils eine vertikal angeordnete und vertikal bewegliche Schleifspindel mit einer Schleifscheibe aufweist, die eine der zu schleifenden planen Oberfläche zugewandte plane Schleif-fläche besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass Einrichtungen vorgesehen sind, die den Rundtisch (21) mit dem darauf befindlichen Werkstück (14) während des Wirksamwerdens der Schleifscheiben (15a, 15b) fest positionieren.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Bearbeitungsstationen (3,4) vorliegen, wobei die zweite Bearbeitungsstation (4) einen horizontalen Ausleger (9) aufweist, der horizontal auf einem Vertikalschlitten (10) gelagert und festklemmbar ist.
CH2650/83A 1982-05-18 1983-05-16 Verfahren und vorrichtung zum schleifen von planen oberflaechen von werkstuecken. CH660147A5 (de)

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