CH672902A5

CH672902A5 -

Info

Publication number: CH672902A5
Application number: CH2857/87A
Authority: CH
Inventors: Heinrich Dr-Ing Mushardt
Original assignee: Hauni Werke Koerber & Co Kg
Priority date: 1986-07-29
Filing date: 1987-07-27
Publication date: 1990-01-15
Also published as: US4813187A; GB8717178D0; JPS6347054A; DE3625565C2; GB2193455A; DE3625565A1; JP2672304B2; GB2193455B

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schleifen von gekrümmten Flächen an Werkstücken, bei dem auf einer Profil- oder Flachschleifmaschine eine rotierende Schleifscheibe mit einem Werkstück in Wirkkontakt gebracht wird und die rotierende Schleifscheibe und das Werkstück entsprechend der zu schleifenden Krümmung in zwei Richtungen (Achsen) translatorisch zueinander verfahren werden.

Bei herkömmlichen Maschinen ist es bekannt, zum Schleifen eines Radius die Drehachse des Werkstücks in den Mittelpunkt des zu schleifenden Radius zu legen. Diese Art des Schleifens von Krümmungen erfordert nur eine rotatorische Bewegung, aber keine translatorischen Bewegungen des Werkstücks zur Schleifscheibe. Bei grossen zu schleifenden Radien ist jedoch auch ein entsprechend grosser Drehtischdurchmesser oder eine komplizierte Kulissenführung erforderlich. Es ist auch bekannt, Radien durch Überlagerung zweier translatorischer Achsen zu schleifen. So kann, während das Werkstück in der Tischebene tangential zur Schleifscheibe bewegt wird, die Schleifscheibe senkrecht dazu geführt werden, wodurch am Werkstück ein Bogen geschliffen wird. Ein Nachteil dieser Art des Schleifens von Krümmungen ist, dass der Wirkpunkt und die Wirkrichtung der Schleifkraft am Werkstück nicht konstant bleiben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art weiter zu verbessern, insbesondere im Hinblick auf die Werkstückbelastung während des Schleifens einer Krümmung und die Oberflächenqualität des Schleifergebnisses.

Gelöst wird diese Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäss dadurch, dass das Werkstück gleichzeitig zusätzlich um eine Achse gedreht wird und dass der Wirkkontakt immer auf einer den Mittelpunkt der Schleifscheibe und den Mittelpunkt der Werkstückkrümmung verbindenden Geraden gehalten wird. Dabei kann die Drehung des Werkstücks um eine wenigstens zum Teil im Werkstück verlaufende Drehachse erfolgen. Durch diese Massnahme wird erreicht, dass besonders kurze Schwenkvorrichtungen für die Drehung des Werkstücks auch zum Schleifen sehr grosser Radien ausreichen. Verläuft die zu schleifende Krümmung des Werkstücks nicht in einer zu einer der translatorischen Maschinenachsen parallelen Ebene, so sieht die Erfindung zur Kompensation von bei der Rotation des Werkstücks auftretenden Abstandsdifferenzen vor, die rotierende Schleifscheibe und das Werkstück zum 5 Erzeugen einer im Raum verlaufenden Krümmung zusätzlich in einer weiteren quer zu den anderen translatorischen Achsen verlaufenden Richtung translatorisch zueinander zu verfahren.

Der Vorteil des erfindungsgemäss vorgeschlagenen Ver-10 fahrens besteht insbesondere darin, dass Krümmungen auch grosser Radien geschliffen werden können, ohne Schwenkbewegungen des Werkstücks mit eben diesem grossen Radius durchführen zu müssen, was die Baugrösse der Schwenkeinrichtung für das Werkstück erheblich verringert. Neben die-15 sem maschinenbaulichen Vorteil ergibt sich aus dem erfindungsgemäss vorgeschlagenen Verfahren der weitere Vorteil, dass der Wirkpunkt zur Schleifscheibenachse immer dieselbe Winkellage beibehält. Dadurch bleibt auch die Wirkrichtung der Schleifkraft konstant, so dass das Werkstück beim 20 Schleifen nicht unterschiedlichen Beanspruchungen ausgesetzt ist.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Darstellung des Verfahrens nach 25 der Erfindung,

Fig. 2 eine Seitenansicht einer Vorrichtung zum Ausführen des Verfahrens nach der Erfindung in schematischer Darstellung und

Fig. 3 eine Vorderansicht der Vorrichtung nach Fig. 2, 30 ebenfalls in schematischer Darstellung.

Anhand von Fig. 1 wird zunächst das erfindungsgemäss vorgeschlagene Verfahren näher erläutert. Mit 1 ist eine Schleifscheibe bezeichnet, die entlang einer ersten translatorischen Achse, der Y-Achse, linear beweglich ist. Der Mittel-35 punkt der Schleifscheibe ist mit S bezeichnet und ihr Radius mit rs. Zu bearbeiten ist ein Werkstück 2, das in drei verschiedenen Positionen 2, 2a und 2b dargestellt ist. Die zu schleifende Kontur 3 des Werkstücks ist ein Radius, dessen Mittelpunkt bei M liegt. Der Radius dieser Krümmung ist 40 mit Rw bezeichnet. Das Werkstück 2 ist auf einem in Fig. 1 nicht dargestellten Schlitten in einer zweiten translatorischen Achse, der X-Achse, linear verfahrbar und auf einem in Fig. 1 ebenfalls nicht dargestellten Drehtisch um eine zur Schleifscheibenachse parallele Achse A drehbar. Die in der Drauf-45 sieht zu erkennenden Eckpunkte des Werkstücks sind mit Pb P2, P3 und P4 bezeichnet.

Das Verfahren nach der Erfindung sieht vor, Krümmungen, insbesondere kreisförmige Krümmungen eines vorgegebenen Radius Rw durch eine überlagerte Bewegung in den so Achsen X, Y und A zu schleifen. Bei einer herkömmlichen Maschine liegt die Achse A im Mittelpunkt M der Krümmung 3 des Werkstücks, so dass zum Schleifen der Krümmung 3 lediglich eine Drehung des Werkstücks um den Mittelpunkt M erforderlich ist. Das setzt aber einen relativ gros-55 sen Drehtisch voraus. Gemäss der Erfindung wird die Drehung des Werkstücks um den Mittelpunkt M der Krümmung steuerungsmässig zusammengesetzt aus einer Drehung um eine feste, beliebig angeordnete andere Achse A und translatorische Verschiebungen in den beiden Achsen X und 60 Y. Die Ausgangslage des Werkstücks, dessen Krümmung 3 geschliffen werden soll, ist mit 2 bezeichnet und mit einer vollen Linie dargestellt. Die Eckpunkte des Werkstücks 2, im dargestellten Fall eines Kreisringsegments, sind mit P], P2, P3 und P4 bezeichnet. Die Punkte Pj und P2 liegen auf einer Ge-55 raden G, welche den Mittelpunkt S der Schleifscheibe 1 mit dem Mittelpunkt M der zu schleifenden Krümmung verbindet. Die Tangente T] des Werkstücks im Wirkpunkt WP ist gleichzeitig auch eine Tangente an die Schleifscheibe im

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Wirkpunkt. Der Wirkpunkt liegt in diesem Moment im Eckpunkt Pi des Werkstücks.

Eine Drehung des Werkstücks 2 um die Achse A, beispielsweise die Drehachse eines nicht gezeigten Drehtisches, um das Winkelinkrement aM in Richtung eines Pfeiles 4 überführt die Eckpunkte P; in PIa, P2 in P2a, P3 in P3a, P4 in P4a. Die Tangente T4a liegt nun parallel im Abstand A y zu der früheren Tangente T, an den früheren Schleifscheiben-wirkpunkt WP. Um diesen Betrag A y muss das Werkstück nun radial zur Schleifscheibe verschoben werden. Anstelle des Werkstücks kann auch die Schleifscheibe um A y verschoben werden, wobei ihr Mittelpunkt von S nach Sb wandert. Gleichzeitig wird das Werkstück um den Betrag Ax tangential zur Schleifscheibe verschoben. Die Eckpunkte Pla, P2a, P3a und P4a der gestrichelt dargestellten Zwischenposition 2a des Werkstücks fallen dadurch auf die Eckpunkte Pib, P2b> ?3b und P4b der strichpunktiert dargestellten Position 2b. Der Mittelpunkt M der Krümmung, der in der Zwischenposition 2a des Werkstücks bei Ma lag, bewegt sich dabei nach Mb. Die Punkte P3b und P4b liegen nach diesem Steuerungsvorgang wieder auf der Geraden G, welche den Mittelpunkt der Schleifscheibe mit dem Mittelpunkt der Krümmung des Werkstücks verbindet. Der Punkt P4b ist jetzt der Wirkpunkt der Schleifscheibe auf das Werkstück, der ersichtlich wieder in derselben Winkelposition zur Schleifscheibenachse liegt. Die Drehachse des Werkstücks ist um Ax von A nach A2 gewandert.

Die Bewegungsvorgänge wurden der Deutlichkeit halber in Fig. 1 stark vergrössert dargestellt. In der Realität setzt sich der Schleifvorgang beim Schleifen der Krümmung 3 aus vielen infinitesimalen Schritten zusammen, die zusammen diesen Kreisbogen ergeben. Jeder dieser infinitesimalen Schritte besteht aus den beschrieb enen zwei translatorischen und der einen rotatorischen Bewegung, die jeweils auch in einer anderen Reihenfolge ablaufen und auch zusammenfallen können, um einen kontinuierlichen Bewegungsablauf zu erreichen.

Bei der im Zusammenhang mit Fig. 1 beschriebenen An-ordung werden die X-Achse werkstückseitig und die Y-Ach-se schleifscheibenseitìg verfahren. Hier sind beliebige andere Achskombinationen denkbar.

Mit dem Verfahren nach der Erfindung lassen sich beliebige Innen- und Aussenkrümmungen mit einer gemeinsamen Achse gleichzeitig schleifen. Die zu schleifenden Krümmungen sind unabhängig vom Schleifscheibenradius rs. Zum Schleifen einer zweiten gekrümmten Kontur 6 an demselben Werkstück 2 ist es nur erforderlich, auch an dieser Seite eine in Y-Richtung verfahrbare Schleifscheibe vorzusehen, die ebenso gesteuert wird wie die Schleifscheibe 1.

Anhand der Figuren 2 und 3 wird eine Variante des erfindungsgemäss vorgeschlagenen Verfahrens zum Schleifen von Krümmungen erläutert. Diese Figuren zeigen in einer Seitenansicht und einer Vorderansicht die wesentlichen Be-5 standteile einer zur Ausführung der erfindungsgemäss vorgeschlagenen Verfahrens geeigneten Schleifmaschine in schematischer Darstellung. In Fig. 2 ist ein in Richtung der Z-Achse verfahrbarer Werkstücktisch mit 7 bezeichnet. Dieser trägt einen in Richtung der X-Achse verfahrbaren Werk-io stückschlitten 8. Auf dem Werkstückschlitten 8 ist ein Träger 9 montiert, der an einer schrägen Fläche einen um eine Achse Ai drehbaren Drehtisch 11 trägt. Auf dem Drehtisch ist ein Werkstückhalter 12 mit einem Werkstück 13 angebracht. An dem Werkstück 13 ist eine Krümmung 14 zu schleifen, 15 welche eine Grundfläche 14a und eine Flanke 14b aufweist. Der Radius der Krümmung ist Rw. Die Achse der Krümmung ist mit M bezeichnet.

Zum Schleifen der Krümmung ist eine Schleifscheibe 16 vorgesehen, die in Richtung der Y-Achse verfahrbar ist. Die 20 Schleifscheibe 16 wird mit einer Abrichtrolle abgerichtet, die in Richtung der V-Achse zustellbar ist.

Das Werkstück 13 mit der Krümmung 14 ist auf dem schrägen Drehtisch 11 angeordnet, so dass die Krümmung zur Schleifscheibe räumlich verläuft. Zum Schleifen dieser 25 Krümmung ist gemäss der Erfindung ausser den translatorischen Bewegungen in der X- und der Y-Achse und der rotatorischen Bewegung um die A-Achse eine zusätzliche translatorische Bewegung in Richtung der Z-Achse vorgesehen. Diese überlagert gemäss Anspruch 3 die beiden zuvor ge-30 nannten translatorischen und die rotatorische Bewegung und gewährleistet das präzise Schleifen sowohl der Grundfläche 14a als auch der Flanke 14b der Krümmung 14. Soll während des Schleifens die Schleifscheibe 16 kontinuierlich abgerichtet werden, so ist in der Schleifscheibenbewegung in 35 Richtung der Y-Achse zusätzlich ein Kompensationsbetrag für den von der Abrichtrolle 17 verursachten Abrichtbetrag vorzusehen.

Fig. 3 lässt deutlich erkennen, dass die Drehachse Aj des Werkstücks ausserhalb des Werkstücks verläuft. Übertragen 40 auf die Fig. 1 würde das bedeuten, dass die Achse A ausserhalb des Werkstücks in der Gegend des Eckpunktes P2 läge. Dies ist eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung, mit der erreicht wird, dass Richtungsänderungen der Vorschübe in den Achsen X und Y bei der Drehung des Werk-45 stücks um A vermieden werden können.

Wie in Fig. 2 angedeutet, ist es auch möglich, die Z-Ach-se oder die Y-Achse durch eine parallel zur schrägen Tischfläche verlaufende Z'- Achse -zu ersetzen.

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3 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Verfahren zum Schleifen von gekrümmten Flächen an Werkstücken, bei dem auf einer Profil- oder Flachschleifmaschine eine rotierende Schleifscheibe mit einem Werkstück in Wirkkontakt gebracht wird und die rotierende Schleifscheibe und das Werkstück entsprechend der zu schleifenden Krümmung in zwei Richtungen (Achsen) translatorisch zueinander verfahren werden, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück gleichzeitig zusätzlich um eine Achse (A) gedreht wird und dass der Wirkkontakt (WP) immer auf einer den Mittelpunkt (S) der Schleifscheibe und den Mittelpunkt (M) der Werkstückkrümmung verbindenden Geraden (G) gehalten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehung des Werkstücks um eine wenigstens zum Teil im Werkstück verlaufende Drehachse (A) erfolgt.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die rotierende Schleifscheibe und das Werkstück zum Erzeugen einer im Raum verlaufenden Krümmung zusätzlich in einer weiteren quer zu den anderen translatorischen Achsen verlaufenden Richtungen (Z-Achse) translatorisch zueinander verfahren werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehung des Werkstücks um eine ausserhalb des Werkstücks verlaufende Drehachse (Aj) erfolgt.