DD227073B1

DD227073B1 - METHOD FOR RETRACTING A CYLINDRICAL GRINDING BODY OF A BALL-MOLDED SURFACE

Info

Publication number: DD227073B1
Application number: DD26681384A
Authority: DD
Inventors: Martin Waldmann
Original assignee: Mikromat Dresden Betrieb
Priority date: 1984-08-31
Filing date: 1984-08-31
Publication date: 1989-09-13
Also published as: DD227073A1

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungenFor this 1 page drawings

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abrichten eines zylindrischen Schleifkörpers zur Erzeugung einer kugelförmigen Oberfläche an einem feststehenden Werkstück auf einer Koordinatenschleifmaschine.The invention relates to a method for dressing a cylindrical grinding wheel for producing a spherical surface on a stationary workpiece on a jig grinding machine.

Characteristic of the known technical solutions

Das Schleifen von Kugelkappen und Kugelzonen ist an und für sich bekannt. So ist in der DE OS 3125915 ein Verfahren zum Herstellen einer Vorratskathode und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens offenbart, wobei gegenüber einem rotierenden Werkstück ein mit mindestens dreifacher Drehzahl drehender Schleifkörper in einer um einen Drehpunkt oszillierenden Bewegung am Werkstück und am Abrichtkörper so vorbeibewegt wird, daß sich eine konkave, kugelkalottenförmige Emissionsfläche bildet und die kugelförmige Kante des Schleifkörpers bei jeder Umdrehung mit dem genannten Radius der Kalotte neu abgerichtet wird. Diese Lösung kann auf Koordinatenschleifmaschinen nicht übertragen werden, da der Schleifvorgang mit einer vollständig anderen Maschinenkinematik am feststehenden Werkstück erfolgt. Insbesondere bietet diese Maschinenkinematik keine Möglichkeit zum Abrichten einer kugelförmigen Scheibe oder eines Scheibensegmentes mit definierter Lage des Kreisbogenmittelpunktes.The grinding of spherical caps and spherical zones is known per se. For example, DE OS 3125915 discloses a method for producing a dispenser cathode and a device for carrying out the method, wherein a grinding body rotating at at least three rotational speeds is moved past the workpiece and the dressing body in a rotating body rotating at at least three times the speed of a rotating workpiece. that a concave, spherical cap-shaped emission surface is formed and the spherical edge of the abrasive body is re-dressed at each revolution with said radius of the calotte. This solution can not be transferred to jig grinders because the grinding operation is done with a completely different machine kinematics on the stationary workpiece. In particular, this machine kinematics offers no possibility for dressing a spherical disk or a disk segment with a defined position of the circular arc center.

In der DE OS 2907936 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schleifen eines Werkstückes offenbart, wobei das Werkstück in einem drehbaren Spannfutter angeordnet ist, das um seine Achse gedreht und außerdem das Werkstück um eine weitere Achse gedreht wird, die rechtwinklig zur anderen Drehachse verläuft. Dadurch wird das Werkstück um eine sich drehende Sägescheibe gedreht, und dabei Material von der Vorderkante des Werkstücks abgenommen. Bei diesen Werkstücken handelt es sich vorzugsweise um Edel- oder Halbedelsteine. Diese Verfahren und Vorrichtungen sind jedoch nur für relativ kleine Werkstücke, wie auch in den OS angegeben, einsetzbar. Sie sind jedoch kaum für mittlere und gar nicht für große Werkstücke einsetzbar. Der dabei zu treibende Aufwand für das Drehen und Schwenken der Werkstücke dürfte zu groß werden, bzw. den Maschinen zu unförmige Abmessungen aufzwingen.In DE OS 2907936 a method and an apparatus for grinding a workpiece is disclosed, wherein the workpiece is arranged in a rotatable chuck, which is rotated about its axis and also the workpiece is rotated about a further axis which is perpendicular to the other axis of rotation. This rotates the workpiece about a rotating saw blade, removing material from the leading edge of the workpiece. These workpieces are preferably precious or semi-precious stones. However, these methods and devices are only for relatively small workpieces, as indicated in the OS, can be used. However, they are hardly used for medium and not at all for large workpieces. The case to be driven effort for turning and swiveling the workpieces should be too large, or impose the machine to bulky dimensions.

Es ist weiterhin bekannt, auf Koordinatenschleifmaschinen mit entsprechend abgerichteten Schleifscheiben Werkstückoberfläche in Form einer Kugelkappe oder einer Kugelzone durch Schleifen zu erzeugen. Es sind mehrere Verfahren, rein geometrisch betrachtet, geeignet, eine exakte Kugeloberfläche zu erzeugen, und zwar:It is also known to produce on coordinate grinding machines with appropriately dressed grinding wheels workpiece surface in the form of a spherical cap or a ball zone by grinding. Several methods, geometrically speaking, are suitable for producing an exact spherical surface, namely:

1. Einstechschleifen mit einer kreistonnenförmigen Scheibe,1. Einstechschleifen with a circular-cylindrical disc,

2. Schleifen mit einer kugelförmigen Scheibe und2. Grind with a spherical disc and

3. Schleifen mit einer zylindrischen Schleifscheibe3. Grinding with a cylindrical grinding wheel

Die prinzipiellen Nachteile dieser Verfahren sind: The principal disadvantages of these methods are:

zu 1. Das Abrichten der Schleifscheibe als Kreistonnenkörper mit definierter Lage des Kreisbogenmittelpunktes ist relativ aufwendig. Die Scheibe ist nur in einem kleinen Durchmesserbereich anwendbar. Außerdem ist beim Einstechschleifen keine sehr hohe Formgenauigkeit und Oberflächengüte zu erreichen.to 1. The dressing of the grinding wheel as Kreistonnenkörper with defined position of the arc center is relatively expensive. The disc is only applicable in a small diameter range. In addition, in the plunge grinding no very high dimensional accuracy and surface quality can be achieved.

zu 2. Die Abrichtdrehachse und die Maschinenachsen müssen eine exakte Lagezuordnung haben, und diese Lagezuordnung muß auch beim Abrichten aufrechterhalten werden.to 2. The Abrichtdrehachse and the machine axes must have an exact position assignment, and this position assignment must also be maintained during dressing.

zu 3. Die exakte Kugeloberfläche wird durch die Scheibenkante erzeugt. Die beim Schleifen unvermeidliche Abnutzung der Kante wirkt sich in voller Größe als Formfehler der erzeugten Kugeloberfläche aus. Nach jedem Abrichten muß der tiefste Punkt der Schleifscheibe erneut mit der Planetenspindel in Übereinstimmung gebracht werden. Die dafür benötigten Arbeitsgänge, wie Schleifen von Kontrollstücken und deren optische Auswertung, sind für den Werkstattbetrieb ungeeignet.to 3. The exact spherical surface is generated by the disc edge. The unavoidable wear of the edge during grinding has a full effect as a form error of the generated spherical surface. After each dressing, the lowest point of the grinding wheel must be readjusted with the planetary spindle. The required operations, such as grinding of inspection pieces and their optical evaluation, are unsuitable for workshop operation.

Es ist daher das Ziel der Erfindung, ein Verfahren zur Erzeugung von kugelförmigen Oberflächen zu entwickeln, mit dem die Herstellung dieser Formen an Werkstücken ökonomischer möglich ist.It is therefore the object of the invention to develop a method for the production of spherical surfaces, with which the production of these forms on workpieces is more economically possible.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Abrichten eines zylindrischen Schleifkörpers zur Erzeugung von kugelförmigen Oberflächen auf Koordinatenschleifmaschinen zu schaffen, das mit der vorhandenen Maschinenkinematik erfolgt und ohne aufwendige Prüf- und Justierarbeitsgänge das anschließende Schleifen hochgenauer Kalotten am feststehenden Werkstück ermöglichtThe invention has for its object to provide a method for dressing a cylindrical grinding wheel for the production of spherical surfaces on jig grinding machines, which takes place with the existing machine kinematics and allows elaborate testing and adjustment operations subsequent grinding high-precision dome on the fixed workpiece

Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß der zylindrische Schleifkörper auf einen Durchmesser D₅, der um einen BetragAccording to the invention this is achieved in that the cylindrical grinding body to a diameter D ₅ , by an amount

D₅A größer ist als der zu schleifende Kalottenradius —— · л/2, abgerichtet und mit seiner Rotationsachse um 45° geneigt zurD ₅ A is larger than the calotte radius to be ground - · л / 2, dressed and with its axis of rotation inclined by 45 ° to

D< Planetenspindelachse eingestellt wird, daß der Abrichtdiamant danach im Abstand des Kalottenradius -^- von derD <Planetary spindle axis is set, that the dressing diamond thereafter at the distance of Kalottenradius - ^ - of the

Planetenspindelachse positioniert und der Schleifkörper in radialer Richtung zur Planetenspindelachse zugestellt, in Rotation versetzt und in vertikaler Richtung der Planetenspindelachse auf- und abbewegt wird, bis die Phase des sich bildenden Kegelstumpfes eine Länge T = Dsa V2 aufweist, und daß daraufhin der abgerichtete Schleifkörper in dieser eingestelltenPositioned planetary spindle axis and the abrasive body delivered in the radial direction to the planetary spindle axis, set in rotation and in the vertical direction of the planetary spindle axis is moved up and down until the phase of the forming truncated cone has a length T = Dsa V2, and that then the dressed abrasive body in this set

Dk Position in vertikaler Richtung auf das Werkstückzugestellt und eine Kalotte mit dem Kalottenradius geschliffen wird.Dk position is placed vertically on the workpiece and a dome is ground with the Kalottenradius.

Vorteilhafterweise wird zuerst ein Kegelstumpf mit einer beliebigen Mantellänge T > D_Sa V2 erzeugt, wonach der Schleifkörper stirnseitig abgerichtet und der Kegelstumpf auf eine Mantellänge T = D_SA V2 gekürzt wird. Die Abmessungen des Schleifkörpers werden durch die Schleifaufgaben bestimmt. Die Größe des Schleifkörperdurchmesseraufmaßes Dsa wird dabei aus geometrischen und technologischen Werten ermittelt. Die optimale Länge T der Kegelstumpfmantellinie erhält man aus der BeziehungAdvantageously, a truncated cone with an arbitrary shell length T> D _S a V2 is first produced, after which the abrasive body is trimmed on the front side and the truncated cone is shortened to a shell length T = D _SA V2. The dimensions of the grinding wheel are determined by the grinding tasks. The size of the Schleifkörperdurchmessermaßmaß Dsa is determined from geometric and technological values. The optimum length T of the truncated cone surface line is obtained from the relationship

T = D_SA · V2T = D _SA · V2

Der mittlere Durchmesser der Mantellinie, d. h. der mittlere Angriffspunkt, liegt auf dem Durchmesser The mean diameter of the generatrix, d. H. the middle point of attack, lies on the diameter

wobei D_K der Durchmesser der zu schleifenden Kalotte, d. h. der Kugeloberfläche ist. Der Durchmesser des Schleifkörpers D₃ ist somitwhere D _{K is} the diameter of the calotte to be ground, ie the spherical surface. The diameter of the abrasive D ₃ is thus

Ds = D₀ + D_SA.Ds = D ₀ + D _SA .

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den Zeichnungen zeigen:The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. In the drawings show:

Fig. 1: einen Schleifkörper in seiner Lage zur Maschine nach der ersten Abrichtetappe, Fig. 2: den gleichen Schleifkörper nach der zweiten Abrichtetappe und Fig. 3: den vollständig abgerichteten Schleifkörper.1: an abrasive body in its position to the machine after the first dressing cap, FIG. 2: the same abrasive body after the second dressing cap, and FIG. 3: the completely dressed abrasive body.

Ein Schleifkörper 1, dessen Rotationsachse 2 zur Planetenspindelachse 3 der Schleifmaschine um 45° geneigt ist, wird in drei Etappen mittels eines Abrichters 4 abgerichtet, und zwar zuerst auf einen Durchmesser D₃, der zum einen Betrag D_3A größer istAn abrasive body 1, whose axis of rotation 2 is inclined to the planetary spindle axis 3 of the grinding machine by 45 °, is dressed in three stages by means of a dresser 4, first to a diameter D ₃ , which is larger for an amount D _3A

als derzu schleifende Kalottenradius —— · л/2.as the calotte radius to be ground - · л / 2.

Danach wird der Abrichtdiamant 4 in einem Abstand von der Größe des Kalottenradius von der Planetenspindelachse 3 positioniert. Durch eine radiale Verschiebung des Schleifkörpers 1 in Richtung 5 der U-Achse erfolgt dann die Abrichtzustellung. Der Abrichtquerschub wird mittels der Z-Achse 6 parallel zur Planetenspindelachse 3 realisiert. Dadurch wird am freien Ende des Schleifkörpers 1 ein Kegelstumpf 7 erzeugt. Anschließend wird durch ein stirnseitiges Abrichten des Schleifkörpers 1 die Kegelstumpfmantellänge T auf einen Wert von der GrößeThereafter, the dressing diamond 4 is positioned at a distance from the size of the dome radius of the planetary spindle axis 3. By a radial displacement of the grinding wheel 1 in the direction 5 of the U-axis is then the dressing feed. The dressing transverse thrust is realized by means of the Z-axis 6 parallel to the planetary spindle axis 3. As a result, a truncated cone 7 is generated at the free end of the grinding wheel 1. Subsequently, by a frontal dressing of the grinding wheel 1, the truncated cone shell length T to a value of the size

D₃A · V2 = TD ₃ A · V2 = T

verringert.reduced.

Die Größe des Schleifkörperaufmaßes Dsa wird in Abhängigkeit von der Schleifaufgabe aus geometrischen und technologischen Werten ermittelt.The size of the Abrasive Abrasive Dsa is determined depending on the grinding task from geometric and technological values.

Mit dem so abgerichteten Schleifkörper 1 wird dann geschliffen, ohne daß an seiner radialen Lage etwas geändert wird. Die Schleifzustellung erfolgt nur in Richtung 6, parallel der Planetenspindelachse 3. Der im Eingriff befindliche Teil des Schleifkörpers 1 ist der Kegelstumpf 7 mit seiner Mantellinie T. Dieser hat auf Grund seiner geringen Mantellänge nur eine minimale Gestaltsabweichung von der geometrischen Idealform. Durch die unvermeidbare Abnutzung des Schleifkörpers 1 nähert sich die Gestalt seiner Kegelstumpfmantellinie T während des Schleifprozesses immer mehr der Idealform, so daß als Arbeitsergebnis eine hochgenaue kugelförmige Oberfläche entsteht.With the so-trained grinding wheel 1 is then ground, without being changed at its radial position something. The grinding is effected only in the direction 6, parallel to the planetary spindle axis 3. The engaged part of the grinding wheel 1 is the truncated cone 7 with its surface line T. This has due to its small shell length only a minimal shape deviation from the geometric ideal shape. Due to the unavoidable wear of the grinding wheel 1, the shape of its truncated cone surface line T approaches more and more of the ideal shape during the grinding process, so that a highly accurate spherical surface is produced as a result of work.

Claims

A process for dressing a cylindrical abrasive article to produce a spherical surface on a stationary workpiece on a jig grinding machine, characterized in that the cylindrical abrasive article (1) is machined to a diameter D _s

Amount D _S a is greater than the calotte radius to be ground - ^ - · \ / 2, trained and adjusted with its rotation axis (2) inclined by 45 ° to the planetary spindle axis (3), that the dressing diamond (4) thereafter at the distance of Kalottenradius Positioned by the planetary spindle axis (3) and the grinding body (1) in the radial direction (5) delivered to the planetary spindle axis (3), set in rotation and in the vertical direction (6) of the planetary spindle axis (3) is moved up and down, until the phase of the forming truncated cone (7) has a length T = Ds _A y / 2 , and that then the dressed abrasive body (1) in this set position in the vertical direction (6) delivered to the workpiece and a dome with the Kalottenradius - ^ - is ground.

2. The method according to claim 1, characterized in that first a truncated cone (7) with an arbitrary shell length T> DsaV2 is generated, after which the abrasive body (1) trained on the front side and the truncated cone (7) on a shell length T = D _SA y / 2 is shortened.