DD219142B5

DD219142B5 - Einrichtung zum Abrichten von Doppelkegelschleifkoerpern

Info

Publication number: DD219142B5
Application number: DD25648783A
Authority: DD
Inventors: Joachim Dipl-Ing Quandt; Juergen Dipl-Ing Ruehle; Peter Schlicht
Original assignee: Niles Werkzeugmasch Gmbh
Priority date: 1983-11-09
Filing date: 1983-11-09
Publication date: 1996-08-08
Also published as: DE3437682A1; DD219142A1; CH664921A5; DE3437682C2

Description

Hierzu 6 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Abrichten von Doppelkegelschleifkörpern an Zahnflankenschleifmaschinen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die bekannten Einrichtungen zum Abrichten von Schleifkörpern verwenden feststehende Abrichtwerkzeuge in Form von Einzeldiamanten und Diamantfliesen oder rotierende Abrichtwerkzeuge, die vorwiegend mit Diamantgranulat belegt sind. Die Steuerung der Bewegungen der Abrichtwerkzeuge erfolgt weitgehend konventionell über mechanische Systeme wie Schablonen, Kurvenscheiben, Lenkergetriebe, Rollbogengerate oder Profilkörper.

Ein wesentlicher Mangel mechanisch gesteuerter Abrichtsysteme ist die geringe Flexibilität beim Umrüsten auf wechselnde technologische Abrichtbedingungen.

Es ist ein erheblicher Aufwand erforderlich, um bei veränderten Profilen der Schleifkörper den Abrichter einzustellen. Dem Trend zum Einsatz numerischer Steuerungen bei Werkzeugmaschinen folgend, wurden auch bei Abrichtern numerisch gesteuerte Einrichtungen entwickelt.

So ist eine numerisch gesteuerte Abrichteinrichtung der Fa. Klingelnberg (BRD) bekannt, bei dem das Abrichten des Schleifkörpers mit einem Einkomdiamanten erfolgt, dessen Spitze über zwei Schrittmotore entlang der abzurichtenden Kontur gesteuert wird. Über eine dritte numerisch gesteuerte Achse wird der Diamant jeweils senkrecht zum Schleifscheibenachsschnittprofil gestellt.

Bei einer weiteren bekannten Einrichtung werden zwei Abrichtdiamanten, für deren Bewegungsbahn nur zwei Koordinatenachsen erforderlich sind, verwendet (DE 32 23 638). Dabei sind die Diamanten den jeweils abzurichtenden Arbeitsflachen zugeordnet.

Nachteilig bei diesen Einrichtungen ist, daß entweder drei Steuerungsachsen zur optimalen Führung des Diamanten erforderlich sind oder zur Vermeidung einer 3. Steuerungsachse mindestens 2 hochkarätige Abrichtdiamanten erforderlich sind. Dies erfordert einen hohen Aufwand an Steuerungs- und Kontrollsystemen bzw. an Kosten zur Beschaffung der

Diamanten. Die starke Beanspruchung der Einzeldiamanten führt zu einem hohen Verschleiß, so daß in Verbindung mit einer numerischen Steuerung kontinuierlich der Diamantverschleiß kontrolliert werden muß, um zur Erzielung der erforderlichen Abrichtgenauigkeit die entsprechenden Korrekturen der numerisch gesteuerten Achsen zum Referenzpunkt der Steuerung herstellen zu können.

Zur Vermeidung dieser Nachteile wurde daher auch der Einsatz von Abrichteinrichtungen mit Diamantrollen vorgesehen. So wird bei einer Einrichtung vorgeschlagen, die Drehachse der Abrichtrolle parallel zur Achse des Schleifkörpers zu legen, die Abrichtrolle wird über eine 2-Achsen-Steuerung geführt. Zur Verringerung des Verschleißes sind die Kanten abgerundet (Industrieanzeiger Nr. 54 [1981] 103).

Nachteilig ist, daß beim Abrichten von Doppelkegelschleifkörpern für das Zahnflankenschleifen der Durchmesser der Abrichtrolle vom Modul bzw. der Zahnhöhe des Werkstückes abhängig ist. Dadurch können große Durchmesser für die Abrichtrolle erforderlich sein.

Alle bisher bekannten Einrichtungen weisen den Mangel auf, daß sie als Abrichtelemente entweder nur feststehende oder nur rotierende Werkzeuge verwenden.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, den Aufwand an mechanischen Bauelementen gegenüber konventionellen Abrichteinrichtungen zu verringern, die Universalität und Flexibilität zur Realisierung unterschiedlicher technologischer Abrichtbedingungen zu erhöhen sowie den Einsatz verschiedener Abrichtwerkzeuge bei einem geringen Steuerungsaufwand zu ermöglichen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum Abrichten von Doppelkegelschleifkörpern an Zahnflankenschleifmaschinen zu schaffen, mit der beliebige Profilformen abgerichtet werden können, ohne daß dazu Schablonen, Kurvenscheiben, Profilkörper oder ähnliche mechanische Systeme erforderlich sind und daß zur Erzeugung dieser Profilformen lediglich zwei numerisch gesteuerte Achsen benötigt werden, wobei wahlweise rotierende oder feststellbare Abrichtelemente eingesetzt werden können.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß auf einem -an sich bekannten Kreuzschlitten, dessen senkrecht zueinander stehenden zwei Koordinatenachsen numerisch gesteuerte Antriebssysteme sind, eine drehbare und positjonierbare Antriebseinheit befestigt ist, an der austauschbare Abrichtgrundkörper angebracht sind, die mit unterschiedlichen Abrichtwerkzeugen bestückt werden können, wobei die Drehachse der positionierbaren Antriebseinheit senkrecht zur Drehachse des Schleifkörpers angeordnet ist.

Durch die erfindungsgemäße Lösung wird erreicht, daß sämtliche Profilformen an Doppelkegelschleifkörpern durch das Abrichten erzeugt werden können, ohne daß dazu der Einsatz spezieller mechanischer Systeme oder ein manuelles Verstellen an der Einrichtung erforderlich ist. Dadurch verringert sich der Aufwand an mechanischen Bauelementen gegenüber konventionellen Abrichteinrichtungen.

Verglichen mit bekannten numerisch gesteuerten Abrichteinrichtungen wird der steuerungstechnische Aufwand nicht erhöht, wobei die technologischen Möglichkeiten zur Anpassung an unterschiedliche Abrichtbedingungen verbessert werden.

Durch den wahlweisen Einsatz geeigneter Abrichtwerkzeuge in Abhängigkeit von der zu realisierenden Aufgabe können wirtschaftliche Aspekte in hohem Maße berücksichtigt werden.

Durch eine besondere Zuführung des Kühlschmiermittels, die dem Abrichtwerkzeug zugeordnet und unabhängig von der Schleifkörperkühlung ist, wird der Verschleiß des Abrichtwerkzeuges verringert.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen

Fig. 1: Anordnung der Antriebseinheit für den Abrichtgrundkörper auf einem Kreuzschlitten Fig. 2: Anordnung der Antriebseinheit für den Abrichtgrundkörper auf einer Schwenkachse Fig. 3: Abrichtgrundkörper mit Diamantbelag Fig. 4: Abrichtgrundkörper mit Einzeldiamanten Fig. 5: Abrichtgrundkörper mit Diamantfliesen Fig. 6: Abrichtgrundkörper mit Diamantstift.

Die Einrichtung besteht aus einem Hubschlitten 1, der in senkrechter Richtung gleitet und an dem ein Schleifspindellager 2 mit einem Doppelkegelschleifkörper 3 befestigt ist.

In dem Schlitten 1 ist ein Anschlag 4 angeordnet.

Ein weiterer Anschlag 5 befindet sich an einem Drehteil 6. Auf dem Drehteil 6 ist die Abrichteinrichtung montiert. Nach Fig.

besteht sie aus einem Schlitten 7, der über ein stellbares Antriebssystem 8 mit dem Motor 9 und dem Wegmeßsystem 10 das Bewegungssystem der X-Achse bildet. Das Bewegungssystem der senkrecht zur X-Achse stehlenden Y-Achse setzt sich aus dem Schlitten 11 und dem stellbaren Antriebssystem 12 mit dem Motor 13 und dem Wegmeßsvstem 14 zusammen. Die stellbaren Antriebssysteme 8 und 12 sind über das CNC-Glied 15 miteinander verbunden.

Bei einer weiteren Ausführungsform nach Fig. 2 ist auf dem Schlitten 11 des Bewegungssystems der Y-Achse ein mit einer

Schneckenradverzahnung versehener Schwenktisch 16 angeordnet. Über eine Schnecke 17 ist der Schwenktisch 16 mit dem stellbaren Antriebssystem 18 verbunden, das aus dem Motor 19 und dem Drehwinkelmeßsystem 20 besteht.

Die Schnecke 17 ist mit dem Schneckenrad 21 im Eingriff, das mit dem Schwenktisch 16 verbunden ist.

Auf dem Schlitten 11 nach Fig. 1 bzw. auf dem Schwenktisch 16 nach Fig. 2 ist ein stellbarer und positionierbarer Antriebsmotor 23 und ein Spindellager 24 befestigt. Im Spindellager 24 ist eine Spindel 25 nach Fig. 3 angeordnet, die mit dem Antriebsmotor 23 verbunden ist.

An der Spindel 25 sind über eine Zugstange 26 austauschbare Abrichtköpfe 27; 28; 29; 30 befestigt. Der als Topfscheibe ausgebildete Abrichtkopf 27 nach Fig. 3 ist mit Diamantgranulat 31 belegt.

Im Abrichtkopf 27 sind Kühlkanäle 32 angebracht, die mit einem Kühlkanal 33 der Zugstange 26 verbunden sind. Die Kühlschmiermittelzuführung zum Kühlkanal 33 erfolgt von einem bekannten Kühlstromerzeuger über das feststehende Rohr 34 das in den Kühlkanal 33 hineinragt.

Im Abrichtkopf 28 nach Fig. 4 sind mindestens ein Seitendiamant 35 und ein Stirndiamant 36 in Diamanthaltern 37 befestigt, die sich in Gewindebuchsen 38 befinden.

Im Abrichtkopf 28 sind Kühlkanäle 39 vorhanden.

Der Abrichtkopf 29 nach Fig. 5 ist mit Diamantfliesen 40 belegt. Im Abrichtkopf 29 sind gleichermaßen Kühlkanäle 41 angebracht.

Im Abrichtkopf 30 nach Fig. 6 ist ein Diamantstift 42 befestigt, der mit Diamantgranulat belegt ist. Zwischen der Hülse 43 und dem Abrichtkopf 30 befindet sich ein Ringkanal 44, der mit den Kühlkanälen 45; 46 verbunden ist.

Im Spindellager 24 sind ein Indexbolzen 47 und eine Druckfeder 48 angebracht. Der Indexbolzen 47 ist mit einer Hubeinrichtung 49, vorzugsweise einem Elektromagneten, verbunden. In der Spindel sind konische Bohrungen 50 vorgesehen, die um 180° versetzt angeordnet sind.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Lösung ist wie folgt: Zum Abrichten des Doppelkegelschleifkörpers 3 fährt der Hubschlitten 1, auf dem das Schleifspindellager 2 mit dem Doppelkegelschleifkörper 3 angeordnet ist, mit seinem Anschlag 4 an den Anschlag 5 des Drehteiles 6.

Das Schleifspindellager 2 ist gegenüber dem Hubschlitten 1 über eine bekannte und nicht näher dargestellte Stelleinheit senkrecht zum Koordinatensystem X; Y verstellbar.

Der Betrag der Verstellung wird der Y-Achse mitgeteilt, entweder durch eine Verstellung des Anschlages 4 über eine mechanische Kupplung mit der nicht näher dargestellten Stelleinheit oder bei einer bevorzugten Ausführung über eine elektrische Welle mit dem stellbaren Antriebssystem 12 der Y-Achse.

Der Anschlag 5 ist als Referenzpunkt der Steuerung definiert. Über die stellbaren Antriebssysteme 8 und 12 werden die Abrichtköpfe 27; 28; 29 oder 30 entlang der vom CNC-Glied 15 vorgegebenen Führungsfunktion bewegt.

Dabei können die Abrichtköpfe 27; 28; 29 oder 30 entsprechend den geforderten technologischen Abrichtbedingungen sowohl als rotierendes, als auch als feststehendes Abrichtwerkzeug eingesetzt werden, wobei die Drehung und Positionierung der Abrichtköpfe durch den Antriebsmotor 23 erfolgen.

Beim Abrichten des Doppelkegelschleifkörpers 3 mit konstantem Kegelwinkel bewegen sich beispielsweise die Abrichtköpfe 27; 29 und 30 entlang der Bahn A-B-C-D und erzeugen damit das Profil des Doppelkegelschleifkörpers 3 über die Punkte I-II-III-IV. Im Eingriffspunkt III wird zur Erzielung gleicher Abrichtergebnisse für beide Kegelflächen die Drehrichtung der Spindel geändert.

Der Abrichtkopf 28 ist mit Einzeldiamanten 35; 36 versehen, so daß zur Erreichung optimaler Abrichtbedingungen unter Berücksichtigung konstanter Einstellwinkel ψ der Einzeldiamanten 35; 36 zum Doppelkegelschleifkörper 3 eine abweichende Bahn des Abrichtkopfes 28 erforderlich ist. Vorzugsweise wird der Abrichtkopf 28 als stehendes Abrichtwerkzeug eingesetzt.

Er bewegt sich entlang der Bahn A-B und richtet mit dem Seitendiamant 35 den Doppelkegelschleifkörper 3 zwischen den Punkten I und Il ab.

Im Eilgang wird anschließend die Bahn B-C-D durchfahren. Von D nach E richtet der Stirndiamant die Stirnkante des Doppelkegelschleifkörpers 3 zwischen den Punkten Il und III ab. Anschließend wird im Eilgang die Bahn E-F-H-G durchfahren, wobei die Spindel 25 über die Hubeinrichtung 49 entriegelt und durch den Antriebsmotor 23 um 180° geschwenkt wird. Danach wird die Spindel 25 durch Einfallen des Indexbolzens 47 in die konische Bohrung 50 verriegelt.

Der Abrichtkopf 28 bewegt sich zum Abrichten entlang der Bahn G-H, wobei der Seitendiamant den Doppelkegelschleifkörper 3 zwischen den Punkten IV und III abrichtet.

Während des Abrichtens wird den Abrichtköpfen 27; 28; 29; 30 über den Kühlkanal 33 Kühlflüssigkeit zugeführt.

Bei der besonderen Ausführungsform nach Fig. 2 wird die Bahn für die Abrichtköpfe 27; 28; 29; 30 innerhalb des Koordinatensystems X; Y durch eine Längsbewegung des Schlittens 11 über das stellbare Antriebssystem 12 und eine Drehbewegung des Schwenktisches 16 über das stellbare Antriebssystem 18 erreicht, wobei die Koordinierung der Bewegungen der genannten stellbaren Antriebssysteme 12; 18 entsprechend einer programmierten Führungsfunktion in bekannter Weise über das CNC-Glied 22 erfolgt.

Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen

1 Hubschlitten

2 Schleifspindellager

3 Doppelkegelschleifkörper

4 Anschlag

5 Anschlag

6 Drehteil

7 Schlitten

8 stellbares Antriebssystem

9 Motor

10 Wegmeßsystem

11 Schlitten

12 stellbares Antriebssystem

13 Motor

14 Wegmeßsystem

15 CNC-Glied

16 Schwenktisch

17 Schnecke

18 stellbares Antriebssystem

19 Motor

20 Drehwinkelmeßsystem

21 Schneckenrad

22 CNC-Glied

23 Antriebsmotor

24 Spindellager

25 Spindel

26 Zugstange

27 Abrichtkopf

28 Abrichtkopf

29 Abrichtkopf

30 Abrichtkopf

31 Diamantgranulat

32 Kühlkanal

33 Kühlkanal

34 Rohr

35 Seitendiamant

36 Stirndiamant

37 Diamanthalter

38 Gewindebuchse

39 Kühlkanäle

40 Diamantfliese

41 Kühlkanäle

42 Diamantstift

43 Hülse

44 Ringkanal

45 Kühlkanal

46 Kühlkanal

47 Indexbolzen

48 Druckfeder

49 Hubeinrichtung

50 konische Bohrung

Claims

1. Einrichtung zum Abrichten von Doppelkegelschleifkörpern, insbesondere für Zahnflankenschleifmaschinen mit einem Kreuzschlitten, der an einem Drehteil befestigt ist und die Koordinatenachse X; Y aufweist, gekennzeichnet dadurch, daß auf einem Schlitten (11) ein Antriebsmotor (23) und ein Spindellager (24) angeordnet sind, wobei der Antriebsmotor (23) mit einer im Spindellager (24) befindlichen Spindel (25) verbunden ist, und daß an der Spindel (25) austauschbare Abrichtköpfe (27; 28; 29; 30) mit Befestigungselementen, vorzugsweise einer Zugstange (26), angebracht sind und die Drehachse der Spindel (25) senkrecht zur Drehachse eines Doppelkegelschleifkörpers (3) liegt.

2. Einrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Antriebsmotor (23) ein stellbares und positionierbares Antriebssystem darstellt.

3. Einrichtung nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Spindel (25) konische Bohrungen (50) aufweist und am Spindellager (24) ein Indexbolzen (47), eine Druckfeder (48) und eine Hubeinrichtung (49) angeordnet sind.

4. Einrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Zugstange (26) einen Kühlkanal (33) aufweist, in den ein Rohr (34) hineinragt.

5. Einrichtung nach Punkt 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß der Abrichtkopf (27) mit Diamantgranulat belegt und topfförmig ausgebildet ist und Kühlkanäle (32) aufweist.

6. Einrichtung nach Punkt 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch; daß der Abrichtkopf (28) topfförmig ausgebildet ist, in ihm mindestens ein Seitendiamant (35) in einem Winkel ψ = 0 bis 15° zur Normalen im Berührungspunkt zwischen Seitendiamant (35) und Doppelkegelschleifkörper (3) und ein Stirndiamant (36) angeordnet sind und daß der Abrichtkopf (28) mindestens einen Kühlkanal (39) aufweist.

7. Einrichtung nach Punkt 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß der Abrichtkopf (29) topfförmig ausgebildet ist, in ihm mindestens zwei Diamantfliesen (40) in einem Winkel ψ = bis 15° zur Normalen im Berührungspunkt zwischen den Diamantfliesen (40) und dem Doppelkegelschleifkörper (3) angeordnet sind und daß der Abrichtkopf (29) Kühlkanäle (41) aufweist.

8. Einrichtung nach Punkt 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß in dem Abrichtkopf (30) ein mit Diamantgranulat kugelförmig belegter Diamantstift (42) befestigt ist und daß der Abrichtkopf (30) Kühlkanäle (45; 46) und einen Ringkanal (44) aufweist.