CH678503A5 - - Google Patents

Description

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Beschreibung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Gewindeschieifmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die Gewindeschieifmaschine eignet sich zum Zähnschneiden an einem spanenden Mehrschneidenwerkzeug, beispielsweise an Gewindebohrern, Schnecken-, Scheiben- und Formfräsern, deren zwischen Spannuten angeordnete Zähne ein hintergearbeitetes Profil aufweisen und sich in einer Schrauben- oder Kreislinie anordnen lassen. Dabei kann in einer Windung der Schraubenlinie oder an einem Kreis zumindest ein Zahn vorhanden sein, während die Spannuten sowohl gerade, als auch schraubenlinig sein können.

Bekanntlich gewährleistet das hintergearbeitete Zahnprofil eines spanenden Mehrschneidenwerkzeuges beim Umschleifen die Erhaltung des Zahnprofils des Schneidwerkzeuges und die Konstanz des Freiwinkels. Bei einem hintergearbeiteten Profil des Zahnes weist die Projektion seiner Aussenkan-te auf die zur Achse des Schneidwerkzeuges senkrecht stehenden Ebene meistens die Form der archimedischen Spirale auf. Um ein hintergearbeitetes Zahnprofil bei einem Mehrschneidenwerkzeug zu erhalten, sind die Gewindeschleifmaschinen mit einer Hinterschleifvorrichtung versehen. Die Hin-terschleifvorrichtung enthält einen Kreuzkopf, dessen Profil nach der archimedischen Spirale ausgeführt ist und der mit seinem Drehantrieb kinematisch verbunden ist Bei einer Drehung des Kreuzkopfes der Hinterschleifvorrichtung wird auf jeder der zwischen den Kanten der Spannuten angeordneten Oberflächen des Werkstücks das erforderliche hintergearbeitete Zahnprofil geformt. Die Anzahl der zu bearbeitenden Oberflächen des Werkstückes, auf denen das hintergearbeitete Zahnprofil geformt wird, ist gleich der Anzahl der Spannuten. Bei einer Spannut ist die zu bearbeitende Oberfläche zwischen den Kanten dieser Spannut gelegen. Bei mehreren Spannuten befindet sich die zu bearbeitende Oberfläche zwischen den Kanten der benachbarten Spannuten.

Beim Hinterschleifen des Zahnprofils kommt dem rechtzeitigen Einschalten der Hinterschleifvorrichtung eine wichtige Bedeutung zu. Es ist notwendig, dass im Anfangsmoment der Bearbeitung in Ausgangsstellung des Kreuzkopfes der Hinterschleifvorrichtung der Drehantrieb des Kreuzkopfes im Moment der Berührung mit einer der Werkstückoberflächen, die zwischen den Kanten der Spannuten angeordnet ist, eingerückt wird. Dabei muss die Berührung der Schleifscheibe mit dieser Oberfläche in unmittelbarer Nähe zur Kante der Spannut seitlich der vorderen oder hinteren Zahnfläche des spanenden Mehrschneidenwerkzeuges je nach dem Drehsinn des Werkstückes erfolgen. Ein nicht rechtzeitiges Einrücken des Drehantriebes des Kreuzkopfes der Hinterschleifvorrichtung beim Berühren anderer Bereiche der zu bearbeitenden Werkstückoberfläche kann das hintergearbeitete Profil des Zahnes wesentlich ändern und somit den prozentualen Anteil der tauglichen Erzeugnisse an Fertigteilen senken.

Bei Gewindeschleifmaschinen sind verschiedene Mechanismen und Vorrichtungen vorgesehen, die im Anfangsmoment der Bearbeitung für erforderliches Ausrichten einer der zwischen den Kanten der Spannuten angeordneten Werkstückoberflächen „

hinsichtlich der Schleifscheibe in deren Berüh-rungsmoment sorgen.

Es ist eine Gewindeschieifmaschine zum Gewindeschneiden an zumindest zwei Spannuten aufwei- '*• senden Gewindebohrern bekannt (Werbeschrift der Fa. Reishauer AG, Schweiz, «Gewindeschieifmaschine vom Typ RAG»). Diese Maschine enthält ein Bett, auf dem angebracht sind ein Tisch mit zwei Werkstückstützen, von denen zumindest eine mit einem Werkstückdrehantrieb kinematisch verbunden ist, welcher mit einer Einrichtung für den Hin- und Hergang des Tisches längs der Drehachse des Werkstücks kinematisch verbunden ist, und ein Schleifkopf, an dem eine Schleifscheibe mit ihrem Drehantrieb angeordnet ist und der mit einem Antrieb für seinen Hin- und Hergang in zur Drehachse des Werkstücks senkrechter Richtung kinematisch verbunden ist, wobei der letztgenannte Antrieb mit der Hinterschleifvorrichtung kinematisch verbunden ist, die über eine Ausrückkupplung mit dem Werkstückdrehantrieb verbunden ist und einen Kreuzkopf enthält, durch dessen Drehen jeder zwischen den Kanten der Spannuten angeordneten, zu bearbeitenden Werkstückoberfläche ein hintergearbeitetes Profil vorgegeben wird. Diese Maschine weist auch eine Ausrichteinrichtung auf, um das Werkstück im Moment der Berührung mit der Oberfläche der Schleifscheibe in Ausgangsstellung des Kreuzkopfes der Hinterschleifvorrichtung auszurichten. Die Werkstücke von Gewindebohrern haben zumindest zwei Spannuten und einen Schaft mit Abflachungen, deren Oberflächen paarweise parallel sind. Der Schaft weist z.B. im Querschnitt die quadratische Form auf. Dabei ist eine der Abflachungen des Schaftes für das ganze zu bearbeitende Gewindebohrerlos in bezug auf eine der Spannuten streng ausgerichtet.

Die Ausrichteinrichtung zum Ausrichten des Werkstücks im Anfangsmoment der Bearbeitung beim Berühren der Oberfläche der Schleifscheibe stellt eine Kassette dar, die zum Einlegen in die Beschickungseinrichtung der Gewindeschieifmaschine bestimmt ist. Die Kassette weist die Form eines Stabes auf, in dem längs seiner Achse Aussparungen quadratischen Querschnitts eingearbeitet sind,

um die Schäfte von Gewindebohrerwerkstücken aufzunehmen. Die Gewindebohrerwerkstücke werden ausgerichtet, indem sie in den Kassetten mit gleicher Orientierung eingespannt werden, d.h. die Abflachungen und die Spannuten müssen gegenüber der Stabachse gleich angeordnet sein. Bei ei- v? ner derartigen Ausrichteinrichtung für die zu bearbeitenden Werkstücke ist es erforderlich, dass die Abflachungen des Schaftes in dem ganzen Werk-stücklos gegenüber den Spannuten genau ausge- * richtet werden sollen. Darüber hinaus werden die Selbstkosten von Gewindebohrern durch Vorbereitungsarbeiten zum Einspannen der Werkstücke in den Kassetten gesteigert.

Bekannt ist auch eine Universalgewindeschleif-

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maschine (S.M. Tulpa «Gewindeschleifarbeiten», Verlag «Vysshaya shkola», Moskau, SS. 98, 161 bis 172) zur Bearbeitung von Werkstücken für verschiedene spanende Mehrschneidenwerkzeuge wie Gewindebohrer, Schnecken- und Sonderfräsen, die zumindest eine Spannut haben. Diese Maschine enthält ein Bett, an dem angebracht sind ein Tisch mit zwei Werkstückstützen, von denen zumindest eine mit einem Werkstückdrehantrieb kinematisch verbunden ist, welcher mit einer Einrichtung für den Hin- und Hergang des Tisches längs der Drehachse des Werkstücks kinematisch verbunden ist, und ein Schleifkopf, an dem eine Schleifscheibe mit ihrem Drehantrieb angeordnet ist und der mit einem Antrieb für seinen Hin- und Hergang in zur Drehachse des Werkstücks senkrechter Richtung kinematisch verbunden ist, sowie eine Hinterschleifvorrichtung, die mit dem Werkstückdrehantrieb über eine Ausrückkupplung kinematisch verbunden ist, die mit einer Ausrichteinrichtung zum Ausrichten des zu bearbeitenden Werkstücks im Anfangsmoment der Bearbeitung des Werkstücks beim Berühren der Oberfläche der Schleifscheibe in Ausgangsstellung des Kreuzkopfes der Hinterschleifvorrichtung gekoppelt ist, durch dessen Drehen jeder zwischen den Kanten der Spannuten angeordneten Werkstückoberfläche ein hintergearbeitetes Profil vorgegeben wird.

Die Ausrichteinrichtung zum Ausrichten von Werkstücken stellt eine am Stirnende der Spindel des Werkstückdrehantriebes befestigte Planscheibe dar, die eine Kupplung zum Ein- und Ausrücken der Hinterschleifvorrichtung mit dem Werkstückdrehantrieb ist. Die Planscheibe enthält ein Unterteil, einen Schwenkteil und einen Mitnehmer und sorgt über ein am zu bearbeitenden Werkstück befestigtes Mitnehmerherz für die kinematische Bindung der Spindel, des zu bearbeitenden Werkstücks und des Kreuzkopfes der Hinterschleifvorrichtung.

Das Ausrichten des zu bearbeitenden Werkstücks stellt einen Vorbereitungsarbeitsgang dar, den der Maschinenführer von Hand ausführt, wobei er in Ausgangsstellung des Kreuzkopfes der Hinterschleifvorrichtung für die Berührung der Spannutkante mit der Schleifscheibenoberfläche durch Änderung der Winkellage des Schwenkteils der Planscheibe in bezug auf das Unterteil sorgt, indem die Ermittlung der Werkstücklage visuell erfolgt. Man kann die Winkellage des Werkstücks ändern, indem man es im Mitnehmerherz schwenkt, ohne die Stellung des Schwenkteils der Planscheibe in bezug auf das Unterteil zu ändern.

Die Zeit, die zum Ausrichten des zu bearbeitenden Werkstücks verbraucht wird, beträgt praktisch von zwei bis fünf Minuten und hängt von der Qualifikation des Maschinenführers ab. Dabei muss für jedes neue Los der zu bearbeitenden Schneidwerkzeuge die Ausrichteinrichtung umgerichtet und die Anfangsstellung des Werkstücks eingestellt werden. Dabei hängt die Ausrichtungsgenauigkeit des zu bearbeitenden Werkstücks ebenso von der Qualifikation des Maschinenführers ab. All dies vermindert wesentlich die Leistungsfähigkeit der Gewindeschieifmaschine.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gewindeschieifmaschine mit einer derartigen Ausrichteinrichtung zum Ausrichten des zu bearbeitenden Werkstücks in Anfangsmoment der Bearbeitung beim Berühren der Oberfläche der Schleifscheibe und mit einer derartigen Ausrückkupplung zu schaffen, bei denen die Zeit zum Einstellen des zu bearbeitenden Werkstücks in die erforderliche Stellung vor Beginn der Bearbeitung wesentlich gekürzt und somit die Leistungsfähigkeit der Gewindeschieifmaschine erhöht werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Es ist zweckmässig, dass in der Gewindeschieifmaschine die Steuereinheit zur Steuerung des Ein-rückens der steuerbaren Kupplung einen Zähler von Impulsen, deren jeder einer Berührung der Schleifscheibe mit der zwischen den Kanten der Spannuten angeordneten Werkstückoberfläche entspricht, einen Digital-Komparator, an dessen Eingang der Impulszähler angeschlossen ist, und einen Impuiszahl-Sollwertgeber, der an den anderen Eingang des Digital-Komparators angeschlossen ist, enthält.

Die Gewindeschieifmaschine, deren Werkstückdrehantrieb zumindest zwei Drehgeschwindigkeiten hat, ist vorteilhafterweise mit einem an einen zusätzlichen Eingang des Wandlers von elektrischen Signalen des Berührungssensors in Impulssignale angeschlossenen Werkstück-Drehgeschwindig-keitsgeber versehen, der reihenverkettet einen Bandfilterverstärker, an dessen Eingang das Signal vom Schleifscheibe-Werkstück-Berührungs-sensor eintrifft, einen Detektor, ein Tiefpassfilter und einen Analog-Komparator sowie reihenverkettet einen Detektor, an dessen Eingang das Signal vom Werkstück-Drehgeschwindigkeitsgeber eintrifft, einen Verstärker und einen regelbaren Stromstabilisator, dessen Ausgang an den Eingang des Analog-Komparators angeschlossen ist, enthält.

Bei der angemeldeten Gewindeschieifmaschine gewährleistet die Steuereinheit zur Steuerung des Einrückens der steuerbaren Kupplung, die nach jedem, beginnend mit dem zweiten, Signal des Wandlers von elektrischen Signalen des Berührungssensors ein Steuersignal erzeugt, im Anfangsmoment der Bearbeitung eine automatische Einstellung des zu bearbeitenden Werkstücks eines beliebigen spanenden Mehrschneidenwerkzeuges in erforderliche Stellung unabhängig von seiner ursprünglichen Stellung bei der Befestigung in den Werkstückstützen.

Im Anfangsmoment der Bearbeitung geschieht die erste Berührung der Schleifscheibe mit dem Werkstück meistens in einem willkürlichen Punkt der Werkstückoberfläche, der zwischen den Spannuten liegt, wobei das Steuersignal von der Steuereinheit zur Steuerung des Einrückens der steuerbaren Kupplung an diese letztere nicht eintrifft. Die zweite und jede nachfolgende Berührung der Schleifscheibe mit dem zu bearbeitenden Werkstück geschieht an der Kante der Spannut, wobei an die steuerbare Kupplung von der Steuereinheit zur Steuerung des

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Einrückens ein Steuersignal geliefert wird, die Kupplung geschlossen wird und der Kreuzkopf der Hinterschleifvorrichtung betätigt wird. Das zu bearbeitende Werkstück eines beliebigen spanenden Mehrschneidenwerkzeuges erweist sich also im Moment des Einrückens der Hinterschleifvorrichtung, und zwar im Anfangsmoment einer beliebigen, beginnend mit der zweiten, Berührung mit der Schleifscheibe, in erforderlicher Stellung.

Dadurch kann die für die Bearbeitung jedes Werkstücks benötigte Zeit wesentlich gekürzt werden, weil praktisch gänzlich die Zeit ausgeschlossen wird, die für den technologischen Griff des Ausrichtens des Werkstücks vor Beginn der Bearbeitung aufeuwenden ist, folglich steigt die Leistungsfähigkeit der Gewindeschieifmaschine. Dabei hängt die Ausrichtgenauigkeit und -zeit weder von dem Schneidwerkzeug, noch von der Anzahl bzw. Anordnung der Spannuten, noch von der Qualifikation des Maschinenführers ab.

Bei der Bearbeitung von Werkstücken verschiedener Mehrschneidenwerkzeugarten ist es nicht erforderlich, bei gleich grossem Vorschub im ersten Durchgang die Ausrichteinrichtung zum Ausrichten von Werkstücken zusätzlich umzurichten oder einzustellen.

Die Universalität der erfindungsgemäss vorgeschlagenen Ausrichteinrichtung zum Ausrichten von Werkstücken ermöglicht den Einsatz von nach ihrer konstruktiven Ausführung einfachen Beschickungsmitteln für die zu bearbeitenden Werkstücke.

Die Kosten für die Ausrüstung sowohl der Uni-versalgewindesehleifmaschinen als auch von Automaten mit der erfindungsgemässen Ausrichteinrichtung sind minimal.

Des weiteren wird die Erfindung anhand einer Beschreibung von konkreten Ausführungsvarianten derselben und der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 einen vereinfachten Getriebeplan der Gewindeschieifmaschine mit einer Steuereinheit zur Steuerung des Einrückens der steuerbaren Kupplung, gemäss der Erfindung;

Fig. 2 ein Blockschema der Ausrichteinrichtung zum Ausrichten des Werkstücks im Anfangsmoment der Bearbeitung beim Berühren der Oberfläche der Schleifscheibe, gemäss der Erfindung;

Fig. 3 ein zu bearbeitendes Werkstück und einen Teil der Schleifscheibe, wobei ihre gegenseitige Anordnung beim Berühren der Schleifscheibe mit dem Stimende des Werkstücks verdeutlicht wird;

Fig. 4 dasselbe wie in Fig. 3, bei Gegenüberstellung der Schleifscheibe und der Spannut;

Fig. 5 dasselbe wie in Fig. 3, beim Berühren der Schleifscheibe mit der Kante der Spannut, die seitlich der Vorderfläche des Zahnes des Schneidwerkzeuges angeordnet ist;

Fig. 6 dasselbe wie in Fig. 3, beim Berühren der Schleifscheibe mit der Kante der Spannut, die seitlich der Hinterfläche des Zahnes des Schneidwerkzeuges angeordnet ist.

Die Gewindeschieifmaschine enthält ein Bett 1

(Fig. 1), auf dem ein Tisch 2 mit zwei Werkstückstützen 3 und 4 angebracht ist, in denen ein zu bearbeitendes Werkstück 5 eines spanenden Mehrschneidenwerkzeuges eingespannt ist. Die Werkstücke 5 eines spanenden Mehrschneidenwerkzeuges wie Gewindebohrer, Schnecken-, Scheiben- und Formfräser haben eine zylindrische oder konische Oberfläche, in der zumindest eine Spannut eingearbeitet ist, die parallel zur Werkstückachse verläuft, oder in einer Schraubenlinie angeordnet ist. Die Anzähl der Spannuten kann je nach der Zweckbestimmung des Schneidwerkzeuges eins bis vierundzwanzig und mehr sein.

Die Werkstückstütze 3 stellt den Spindelstock der Gewindeschieifmaschine mit einer Spindel 6 dar, in der eine Spitze 7 mit einem Zangenspanner 8 eingebaut ist. Die Werkstückstütze 4 stellt den Reitstock der Maschine dar, in der eine Spitze 9 befestigt ist. Zumindest eine der Werkstückstützen 3, 4 ist mit einem Werkstückdrehantrieb 10 kinematisch verbunden.

In der vorliegenden Ausführungsform der Gewindeschieifmaschine ist die Stütze 3 mit dem Werkstückdrehantrieb 10 verbunden.

Der Werkstückdrehantrieb 10 enthält einen am Bett 1 angebrachten Elektromotor 11, dessen Welle über einen Riementrieb 12 mit einer Keilwelle 13 verbunden ist, die mit der Spindel 6 der Stütze 3 in Verbindung steht.

Der Tisch 2 ist auf dem Bett 1 längs der Drehachse des Werkstücks 5 hin- und herbewegbar angebracht und mit einer Vorrichtung 14 für den Hin-und Hergang des Tisches 2, d.h. mit dem Längsvor-schubmechanismus, verbunden.

Die Vorrichtung 14 für den Hin- und Hergang des Tisches enthält eine am Tisch 2 parallel zur Drehachse des Werkstücks 5 drehbar angeordnete Leitspindel 15, die mit einer am Bett 1 befestigten Mutter

16 im Eingriff steht.

Der Werkstückdrehantrieb 10 ist mit der Vorrichtung 14 für den Hin- und Hergang des Tisches über eine Räderschere 17 kinematisch verbunden, die zum Einstellen einer erforderlichen Gewindesteigung bestimmt ist. Die konstruktive Ausführung von Räderscheren in Gewindeschleifmaschinen ist breit bekannt. Eines der Zahnräder 18 der Schere

17 ist mit einem Ende der Leitspindel 15 verbunden und ein anderes Zahnrad 19 sitzt auf der Keilwelle 13 des Werkstückdrehantriebes 10.

Auf dem Bett 1 ist auch ein Schleifkopf 20 angebracht, der mit einem Antrieb 21 für seinen Hin- und Hergang in zur Drehachse des Werkstücks 5 senkrechter Richtung kinematisch verbunden ist. Der Hin- und Hergangsantrieb 21 des Schleifkopfes 20 enthält einen Elektromotor 22, dessen Welte mit einem Zahnrad 23 verbunden ist, das mit einem Zahnrad 24 kämmt, welches mit einer am Schleifkopf 20 um ihre Achse drehbar angebrachten Mutter 25 starr verbunden ist. Die Mutter 25 steht mit dem einen Ende einer Quervorschubspindel 26 im Eingriff. Die Achse der Quervorschubspindel 26 liegt in einer Ebene, die zur Drehachse des Werkstücks 5 senkrecht steht. Das andere Ende der Querschubspindel 26 ist in einer am Bett 1 befestigten Stütze 27 achsbewegbar angeordnet. Bei der in Be-

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tracht stehenden Ausführungsform der Gewindeschieifmaschine ist der Hin- und Hergangsantrieb 21 des Schleifkopfes 20 mit einer Hinterschleifvorrichtung 28 kinematisch verbunden. Die Hinterschleifvorrichtung 28 enthält eine Rolle 29, die mit der Quervorschubspindel 26 starr verbunden ist. Die Rolle 29 befindet sich in ständiger Berührung mit einem Kreuzkopf 30 der Hinterschleifvorrichtung 28. Der Kreuzkopf 30 ist drehbar an einer Welle 31 gelagert und besitzt bekanntlich ein Profil, das normalerweise nach der archimedischen Spirale ausgebildet ist. Bei einer Drehung des Kreuzkopfes 30 der Hinterschleifvorrichtung 28 wird auf jeder der Oberflächen des zu bearbeitenden Werkstücks, die zwischen den benachbarten Kanten der Spannuten angeordnet ist, ein erforderliches hintergearbeitetes Profil geformt. Bei einer anderen bekannten konstruktiven Ausführung der Gewindeschieifmaschine kann die Hinterschleifvorrichtung mit einer oder mit zwei Werkstückstützen kinematisch verbunden sein.

Um eine ständige Berührung der Rolle 29 mit dem Kreuzkopf 30 der Hinterschleifvorrichtung 28 sicherzustellen, ist der Schleifkopf 22 an das Bett 1 mittels einer Zugfeder 32 angedrückt, die so angeordnet ist, dass ihre Achse im wesentlichen parallel zur Quervorschubspindel 26 verläuft.

Die Hinterschleifvorrichtung 28 ist mit dem Werkstückdrehantrieb 10 über eine Ausrückkupplung kinematisch verbunden, zu welchem Zweck eine steuerbare Kupplung 33 benutzt ist, wobei ein Teil derselben an der Welle 31 und der andere Teil der steuerbaren Kupplung 33 an einem Ende der Welle 34 einer Räderschere 35 der Hinterschleifvorrichtung 28 angebracht ist, wobei die Räderschere 35 eine Gruppe austauschbarer Zahnräder enthält, von denen ein Zahnrad 36 an dem anderen Ende der Welle 34 und das andere Zahnrad 37 an der Keilwelle 13 des Werkstückdrehantriebs 10 angeordnet ist.

Man stellt die Räderschere 35 der Hinterschleifvorrichtung 28 so ein, dass bei einer Umdrehung des Werkstücks 5 die Umdrehungszahl des Kreuzkopfes 30 der Hinterschleifvorrichtung 28 der Anzahl der zwischen den Spannuten angeordneten Oberflächen des zu bearbeitenden Werkstücks unter Berücksichtigung der Anordnung der Spannuten gleich wird.

An der Spindel 38 des Schleifkopfes 20 ist eine Schleifscheibe 39 montiert, die mit ihrem Drehantrieb 40 kinematisch verbunden ist. Der Drehantrieb 40 der Schleifscheibe enthält einen Elektromotor 41, der über einen Riementrieb 42 mit der Spindel

38 der Schleifscheibe 39 verbunden ist.

Die Ausrückkupplung 33 ist mit einer Ausrichteinrichtung zum Ausrichten des zu bearbeitenden Werkstücks im Anfangsmoment der Bearbeitung beim Berühren der Oberfläche der Schleifscheibe

39 in Ausgangsstellung des Kreuzkopfes 30 der Hinterschleifvorrichtung 28 gekoppelt.

Als die steuerbare Kupplung 33 kann eine beliebige steuerbare Kupplung verwendet werden, beispielsweise eine elektromagnetische Reibkupplung, eine hydraulisch gesteuerte Reibkupplung oder eine andere bekannte steuerbare Kupplung, welche die Verbindung der Wellen im wesentlichen in willkürlicher Stellung gewährleistet. Dabei enthält die Ausrichteinrichtung, mit der das zu bearbeitende Werkstück im Anfangsmoment der Bearbeitung beim Berühren der Oberfläche der Schleifscheibe ausgerichtet wird, eine mit der steuerbaren Kupplung 33 elektrisch verbundene Steuereinheit 43 zur Steuerung des Einrückens der Kupplung.

Die Ausrichteinrichtung enthält ferner einen Berührungssensor 44 zum Ermitteln der Berührung zwischen Schleifscheibe und Werkstück, der an einem Wandler 45 von elektrischen Signalen des Berührungssensors in Impulssignale, deren jeder einer Berührung der Schleifscheibe mit der zwischen den Kanten der Spannuten angeordneten Oberfläche des Werkstücks entspricht, angeschlossen ist, wobei der Wandler 45 an den Eingang der Steuereinheit 43 zur Steuerung des Einrückens der steuerbaren Kupplung angeschlossen ist, die nach jedem, beginnend mit dem zweiten, Signal des Wandlers 45 von elektrischen Signalen des Berührungssensors ein Steuersignal erzeugt.

Als Werkstück-Schleifscheibe-Berührungssen-sor 44 ist ein Piezosensor eingesetzt, der unmittelbar an der Spitze 9 der Werkstückstütze 4 angebracht ist. Man kann ebenso einen anderen bekannten Sensor benutzen, dessen Ausgangssignal beim Berühren der Schleifscheibe mit dem Werkstück erzeugt wird.

Die Gewindeschieifmaschine enthält auch einen Geber 46 der Ausgangsstellung des Kreuzkopfes 30 der Hinterschleifvorrichtung 28. Als Geber 46 der Ausgangsstellung des Kreuzkopfes 30 der Hinterschleifvorrichtung ist ein am Bett 1 angebrachter Kontaktumschalter benutzt.

Als Drehantrieb des Kreuzkopfes 30 der Hinterschleifvorrichtung 28 ist der Werkstückdrehantrieb 10 benutzt. Man kann auch einen unabhängigen Antrieb (in Fig. 1 nicht dargestellt) zum Einstellen des Kreuzkopfes 31 der Hinterschleifvorrichtung 28 in die Ausgangsstellung benutzen.

Die Steuereinheit 43 (Fig. 2) zur Steuerung des Einrückens der steuerbaren Kupplung, die nach jedem beginnend mit dem zweiten, Signal des Wandlers von elektrischen Signalen des Berührungssensors ein Steuersignal erzeugt, enthält einen Zähler 47 von Impulsen, deren jeder einer Berührung der Schleifscheibe mit der zwischen den Kanten der Spannuten angeordneten Oberfläche des Werkstücks entspricht, einen Digiial-Komparator 48, an dessen Eingang der Zähler 47 von Impulsen angeschlossen ist, deren jeder einer Berührung der Schleifscheibe mit der zwischen den Kanten der Spannuten angeordneten Oberfläche des Werkstücks entspricht, und einen impulszahl-Sollwertge-ber 49 für Impulse, deren jeder einer Berührung der Schleifscheibe mit der zwischen den Kanten der Spannuten angeordneten Oberfläche des Werkstücks entspricht, wobei dieser Impuls-Sollwertgeber 49 an den anderen Eingang des Digital-Kompa-rators 48 angeschlossen ist.

Bei Benutzung des Piezosensors als Berührungssensor 44 zum Ermitteln der Berührung zwischen Schleifscheibe und Werkstück, enthält die Gewindeschieifmaschine, bei der der Werkstückdrehantrieb 10 mehrere Drehgeschwindigkeiten hat,

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einen Drehgeschwindigkeitsgeber 50 für das Werkstück, der an einen zusätzlichen Eingang des Wandlers 45 von elektrischen Signalen des Berührungssensors in Impulssignale angeschlossen ist, wobei der Drehgeschwindigkeitsgeber 50 reihenverkettet einen Bandfilterverstärker 51, an dessen Eingang das Signal vom Schieifscheibe-Werkstück-Berührungssensor 11 eintrifft, einen Detektor 52, ein Tiefpassfilier 53 und einen Analog-Komparator 54 sowie reihenverkettet einen Detektor 55, an dessen Eingang das Signal vom Drehgeschwindigkeitsgeber 50 des Werkstücks eintrifft, einen Verstärker 56 und einen regelbaren Stromstabilisator 57, dessen Ausgang mit dem Eingang des Analog-Komparators 54 verbunden ist, enthält.

In Fig. 3, 4, 5 und 6 ist das Gewindebohrerwerkstück 5 mit drei Spannuten 58 und drei zu bearbeitenden Oberflächen 59, deren jede zwischen den Kanten 60 und 61 der Spannuten 58 angeordnet ist, dargestellt« Die Kante 60 ist seitlich der vorderen Zähnfläche - des Schneidwerkzeuges angeordnet, während die Kante 61 seitlich der hinteren Zahnfläche des Schneidwerkzeuges verläuft. Mit Pfeilen v und m ist die Drehrichtung des Werkstücks 5 bzw. der Schleifscheibe 39 angedeutet, wobei die Vor-schubgrösse der Schleifscheibe 39 ist

Die Gewindeschieifmaschine arbeitet folgender-massen: Vorläufig wird entsprechend der Anzahl der Spannuten am Werkstück 5 (Fig. 1) eines spanenden MehrsGhneidenwerkzeuges die Räderschere 35 der Hinterschleifvorrichtung 28 eingestellt, derart, dass die Umdrehungszahl des Kreuzkopfes 30 der Hinterschleifvorrichtung 28 der Anzahl der zwischen den Kanten der Spannuten angeordneten Oberflächen des Werkstücks 5 gleich wird. Dann wird bei geschlossener steuerbarer Kupplung 33 der Kreuzkopf 30 der Hinterschleifvorrichtung 28 durch den Werkstückdrehantrieb 10 in die Ausgangsstellung gebracht Die Ausgangsstellung des Kreuzkopfes 30 der Hinterschleifvorrichtung 28 entspricht einer solchen Stellung des Schleifkopfes, bei der die Schleifscheibe von der Drehachse des Werkstücks in dem Abstand entfernt angeordnet ist, der im wesentlichen dem maximalen oder dem minimalen Zahnradius des Schneidwerkzeuges je nach der Drehrichtung des Werkstückdrehantriebs gleich ist Bei der Bestimmung der Ausgangsstellung des Kreuzkopfes 30 der Hinterschleifvorrichtung 28 ist die Schnellwirkung der steuerbaren Kupplung 33 zu berücksichtigen. Der Moment, in dem der Kreuzkopf 30 der Hinterschleifvorrichtung 28 in die Ausgangsstellung zurückgelaufen ist, wird vom Geber 46 der Ausgangsstellung des Kreuzkopfes 30 der Hinterschleifvorrichtung 28 fixiert, nach dessen Signal der Elektromotor 11 des Werkstücks-drehantriebs 10 abgeschaltet und die steuerbare Kupplung 33 ausgerückt wird. Dabei kann man den unabhängigen Drehantrieb (in Fig. 1 nicht dargestellt) des Kreuzkopfes 30 der Hinterschleifvorrichtung 28 benutzen, um den Kreuzkopf der Hinterschleifvorrichtung in Ausgangsstellung zurückzuführen.

Weiterhin wird das Werkstück 5 in willkürlicher Lage in den Stützen 3 und 4 eingestellt und in den Spitzen 7 und 9 eingespannt. Es wird der Antrieb 21

für den Hin- und Hergang des Schleifkopfes 20 eingeschaltet und dieser auf eine Vorschubgrösse bewegt. Es werden die Elektromotoren 41 und 11 des Schleifscheibendrehantriebs 40 bzw. des Werkstückdrehantriebs 10 eingeschaltet, und das Werkstück 5 wird im Durchgangsverfahren geschliffen.

in der Endstellung des Schleifkopfes 20 kann die gegenseitige Lage des Werkstücks 5 und der Schleifscheibe 39 bei vorgegebenem Vorschub (Fig. 3, 4, 5, 6) der Schleifscheibe 39 verschieden sein. Die erste Berührung der Schleifscheibe 39 mit dem Werkstück 5 erfolgt meistens im Bereich des Stirnendes des Werkstücks 5 (Fig. 3) oder im Bereich der Kanten 60 (Fig. 5) oder 61 (Fig. 6) der Spannut 58. Bei der Berührung der Schleifscheibe 39 mit dem Werkstück 5 erfasst der an der Stütze 4 angebrachte Schleifscheibe-Werkstück-Berüh-rungssensor 44 die Schwingungen des Werkstücks 5, die beim Schleifen entstehen, und liefert ein Signal an den Eingang des Wandlers 45 von elektrischen Signalen des Berührungssensors in Impulssignale, von welchem Wandler 45 das Signal dem Eingang der Steuereinheit 43 zur Steuerung des Einrückens der steuerbaren Kupplung zugeführt wird, welche Einheit 43 nach jedem, beginnend mit dem zweiten, Signal des Wandlers 45 ein Steuersignal erzeugt Auf diese Weise wird in der Steuereinheit 43 zur Steuerung des Einrückens der steuerbaren Kupplung das erste Signal des Berührungssensors 44 gespeichert. Die steuerbare Kupplung 33 ist ausgerückt. Das Werkstück 5 dreht sich weiter um. Beim Herangehen der Spannut 58 (Fig. 4) an die Schleifscheibe 39 geschieht keine Berührung der Schleifscheibe 39 mit dem Werkstück 5, und es liegt kein Signal am Ausgang des Schleifscheibe-Werkstück-Berührungssensors 44 vor.

Die zweite Berührung der Schleifscheibe 39 mit dem Werkstück 5 erfolgt entweder im Bereich der Kante 60 (Fig. 5) oder im Bereich der Kante 61 (Fig. 6). Das zweite Signal des Werkstück-Schleifscheibe-Berührungssensors 44 kommt über den Wandler 45 von elektrischen Signalen des Berührungssensors in den Eingang der Steuereinheit 43 zur Steuerung des Einrückens der steuerbaren Kupplung; nach diesem Signal wird ein Steuersignal zum Einrücken der steuerbaren Kupplung 33 geformt

Als Folge des Einrückens der steuerbaren Kupplung 33 wird die kinematische Kette der Hinterschleifvorrichtung 28 geschlossen, deren Kreuzkopf 30 dem Schleifkopf 20 die Bewegung zum Hinterschleifen jeder zwischen den Spannuten angeordneten Bearbeitungsfläche erteilt Die steuerbare Kupplung 33 bleibt während des ganzen Bearbeitungszyklus des Werkstücks 5 eingerückt Die erfindungsgemäss vorgeschlagene Ausrichteinrichtung zum Ausrichten des Werkstücks im Anfangsmoment der Bearbeitung beim Berühren mit der Oberfläche der Schleifscheibe in Ausgangsstellung des Kreuzkopfes der Hinterschleifvorrichtung gewährleistet also immer die richtige Anordnung des Werkstücks 5 eines beliebigen spanenden Mehrschneidenwerkzeuges gegenüber der Schleifscheibe 39 praktisch augenblicklich, was die Leistungsfähigkeit der Gewindeschieifmaschine wesentlich erhöht.

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Die Steuereinheit 13 (Fig. 2) zur Steuerung des Einrückens der steuerbaren Kupplung erzeugt ein Steuersignal nach jedem, beginnend mit dem zweiten, Signal des Wandlers 45 von elektrischen Signalen des Berührungssensors.

Dabei zählt der Zähler 47 von Impulsen, deren jeder einer Berührung der Schleifscheibe mit der Oberfläche des Werkstücks entspricht, die Anzahl der Werkstückoberflächen, die beim Umlauf die Schleifscheibe berühren, während die laufende Nummer des Signals, nach dem ein Steuersignal geformt wird, vom Sollwertgeber 49 der Anzahl der Impulse, deren jeder einer Berührung der Schleifscheibe mit der zwischen den Spannuten angeordneten Werkstückoberfläche entspricht, vorgegeben wird. Diese laufende Nummer hängt von der konstruktiven Ausführung des Werkstücks ab, beispielsweise davon, ob ein Anschnittkegel vorhanden ist.

Bei der Gleichheit der Signale, die in den Digital-Komparator 48 von dem Impulszähler 47 und dem Impulszahl-Sollwertgeber 49 kommen, wird von dem Ausgang des Digital-Komparatos 48 ein Signal zum Schliessen der steuerbaren Kupplung 33 geliefert.

In dem Wandler 45 von elektrischen Signalen des Berührungssensors in Impulssignale wird das Signal, das von dem an einer der Spitzen 9 (Fig. 1) der Gewindeschieifmaschine angebrachten Werkstück-Schleifscheibe-Berührungssensor 44 gekommen ist, von dem Bandfilterverstärker 51 (Fig. 2) verstärkt, dessen Verstärkungsband den Frequenzen von erzwungenen Schwingungen der Maschinenspitze, an der der Berührungssensor 44 angebracht ist, entspricht. Dann wird das Signal vom Detektor 52 gleichgerichtet, vom Tiefpassfilter 53 geglättet und dem Eingang des Analog-Komparators 54 zugeführt. Gleichzeitig wird vom Werkstück-Drehgeschwindigkeitsgeber 50 ein Signal dem Detektor 55 des Wandlers 45 von elektrischen Signalen des Berührungssensors zugefüht, wo es gleichgerichtet und daraufhin vom Verstärker 56 verstärkt wird, und dann dem Eingang des regelbaren Stromstabilisators 57 zugeführt wird. Der regelbare Stromstabilisator 57, der an den Ausgang des Tiefpassfilters 53 angeschlossen ist, bildet einen Entladungskreis für das Tiefpassfilter 53. Dabei verhält sich der Wert der Entladezeitkonstante des Tiefpassfilters 53 umgekehrt proportional zum Wert des Signals des Werkstück-Drehgeschwindigkeitsgebers 50. Bei einer beliebigen Drehgeschwindigkeit des Werkstücks 5 (Fig. 1) wird das am Eingang des Analog-Komparators 54 (Fig. 2) eintreffende Signal integriert. Dabei stellt sich die Entladezeitkonstante bei der Änderung der Drehgeschwindigkeit des Werkstücks automatisch derart ein, dass die Änderung des Signals des Werkstück-Drehge-schwindigkeitsgebers 50, welche bei dem Über-gangsprozess des Inberührungkommens der Schleifscheibe mit dem Werkstück auftreten, nicht zum Abfall des Signalpegels am Ausgang des Tiefpassfilters 53 führen. Und der eingestellte Wert der Entladezeitkonstante gewährleistet nach dem Ausserberührungtreten der Schleifscheibe 39 (Fig. 4) und des Werkstücks 5, wenn die Schleifscheibe 39 in die Spannut eintritt, den Abfall des Signalpegels am Ausgang des Tiefpassfilters 53 (Fig. 2) auf einen Wert, der unter der Ansprechgrenze des Analog-Komparators 54 liegt, bis eine neue Berührung der Schleifscheibe 39 mit dem Werkstück 5 erfolgt. Somit kann mit dem erfindungsgemäss vorgeschlagenen Wandler 45 von elektrischen Signalen des Berührungssensors in Impulssignale das Vorliegen bzw. Ausbleiben der Berührung der Schleifscheibe 39 und des Werkstücks 5 praktisch in dem ganzen Drehgeschwindigkeitsbereich des Werkstücks 5 bestimmt werden.

Claims (3)

Patentansprüche

1. Gewindeschieifmaschine zur Bearbeitung von zumindest eine Spannut besitzenden Werkstücken eines spanenden Mehrschneidenwerkzeuges, enthaltend ein Bett (1), auf dem angebracht sind ein Tisch (2) mit zwei Stützen (3, 4) für ein Werkstück (5), von denen zumindest eine mit einem Werkstückdrehantrieb (10) kinematisch verbunden ist, welcher mit einer Einrichtung (14) für den Hin- und Hergang des Tisches (2) längs der Drehachse des Werkstückes (5) kinematisch verbunden ist, ein Schleifkopf (20), an dem eine Schleifscheibe (39) mit ihrem Drehantrieb (40) angeordnet ist und der mit einem Antrieb (21) für seinen Hin- und Hergang in zur Drehachse des Werkstücks senkrechter Richtung kinematisch verbunden Ist, sowie eine Hinterschleifvorrichtung (28), die mit dem Werkstückdrehantrieb (10) über eine Ausrückkupplung kinematisch verbunden ist, welche mit einer Ausrichteinrichtung zum Ausrichten des Werkstücks im Anfangsmoment der Bearbeitung beim Berühren der Oberfläche der Schleifscheibe (39) durch das Werkstück in Ausgangsstellung des Kreuzkopfes (30) der Hinterschleifvorrichtung (28) gekoppelt ist, durch dessen Drehen jeder zwischen den Kanten der Spannuten angeordneten Oberfläche des Werkstückes (5) ein hintergearbeitetes Profil vorgegeben wird, dadurch gekennzeichnet, dass als Ausrückkupplung eine steuerbare Kupplung (33) benutzt ist, und die Ausrichteinrichtung zum Ausrichten des Werkstücks im Anfangsmoment der Bearbeitung beim Berühren der Oberfläche der Schleifscheibe durch das Werkstück in der Ausgangsstellung des Kreuzkopfes der Hinterschleifvorrichtung enthält reihenverkettet einen Berührungssensor (44) zum Ermitteln der Berührung zwischen Schleifscheibe und Werkstück, einen Wandler (45) von elektrischen Signalen des Berührungssensors (44) in Impulssignale, deren jeder einer Berührung der Schleifscheibe mit der zwischen den Kanten der Spannuten angeordneten Oberfläche des Werkstücks entspricht, und eine mit der steuerbaren Kupplung (33) elektrisch verbundene Steuereinheit (43) zur Steuerung des Einrückens der steuerbaren Kupplung (33), die nach jedem, beginnend mit dem zweiten, Signal des Wandlers (45) von elektrischen Signalen des Berührungssensors (44) ein Steuersignal erzeugt.

2. Gewindeschieifmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (43) zur Steuerung des Einrückens der steuerbaren Kupplung einen Zähler (47) von Impulsen, deren je-

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der einer Berührung der Schleifscheibe mit der zwischen den Kanten der Spannuten angeordneten Oberfläche des Werkstücks entspricht, einen Digi-tal-Komparator (48), an dessen Eingang der Impulszähler (47) angeschlossen ist, und einen Impuls-zahl-Sollwertgeber (49), der an den anderen Eingang des Digital-Komparators (48) angeschlossen ist, enthält.

3. Gewindeschieifmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit einem an einen zusätzlichen Eingang des Wandlers (45) von elektrischen Signalen des Berührungssensors (44) in Impulssignale angeschlossenen Werkstück-Drehgeschwindigkeitsgeber (50) versehen ist, der reihenverkettet einen Bandfilterverstärker (51), an dessen Eingang das Signal vom Schleifscheibe-Werkstück-Berührungssensor (44) eintrifft, einen Detektor (52), einen Tiefpassfilter (53) und einen Analog-Komparator (54) sowie reihenverkettet einen Detektor (55), an dessen Eingang das Signal vom Werkstück-Drehgeschwindigkeitsgeber (50) eintrifft, einen Verstärker (56) und einen regelbaren Stromstabilisator (57), dessen Ausgang an den Eingang des Analog-Komparators (54) angeschlossen ist, enthält.

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