DE102004009352A1 - Process and assembly to grind complex curved metal shape e.g. automotive crankshaft to final dimensions has sensor linked to control unit - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 8.The The invention relates to a device according to the preamble of the claim 1 and a method according to the preamble of claim 8.
Bei der Bearbeitung von Werkstücken mittels Schleifen müssen die Rohteile eine Kontur aufweisen, die innerhalb eines Toleranzbandes ein Übermaß im Vergleich zum Maß der Fertigbauteile aufweist. Da die Rohteile das Toleranzband unterschiedlich erfüllen, ist das Schleifprogramm üblicherweise so ausgelegt, dass tastend eine Annäherung an das Material erzielt wird, was zu unnötigen Luftüberläufen (Luftschleifen) führt, wobei kein Material abgetragen wird. Diese Luftüberläufe beanspruchen unnötige Fertigungszeit.at the machining of workpieces by means of grinding must the blanks have a contour within a tolerance band an oversize in comparison to the measure of Having prefabricated components. Because the blanks differ the tolerance band fulfill, is the grinding program usually designed so that a groping approach to the material achieved becomes what unnecessary Air overflows (air loops) leads, where no material is removed. These air overflows require unnecessary manufacturing time.
Speziell zur Herstellung von gebauten Nockenwellen werden die Nocken und andere Funktionsbauteile von Nockenwellen nach Toleranzvorgaben als Rohteile gefertigt und auf die Nockenwelle montiert. Dabei entsteht ein Toleranzband, in dem sich die Außenkontur der ungeschliffenen montierten Nocken/Funktionsbauteile bewegt. Diese Kontur wird als Rohteilkontur bezeichnet. Diese Rohteilkontur muss ein Schleifaufmaß besitzen.specially for the production of assembled camshafts are the cams and other functional components of camshafts according to tolerance specifications manufactured as blanks and mounted on the camshaft. It arises a tolerance band in which the outer contour of the unpolished mounted cams / functional components moved. This contour is called Blank contour designated. This blank contour must have a grinding allowance.
Im Anschluss an die Montage werden die Nocken, Lagerstellen und ggf. weitere Funktionsflächen geschliffen. Dabei wird das Schleifaufmaß abgetragen. Das Aufmaß ist erforderlich, um am Ende der Bearbeitung eine wirklich geschliffene Fläche zu erhalten und sicher die Sollkontur (Fertigkontur) nicht zu unterschreiten.in the After installation, the cams, bearing points and, if necessary, additional functional surfaces ground. The grinding allowance is removed. The allowance is required to get a really polished surface at the end of the machining and certainly not to fall below the target contour (finished contour).
Das Schleifen erfolgt nach dem Stand der Technik in mehreren Arbeitsgängen in der Weise, dass die Schleifscheibe programmgesteuert sehr schnell an den unter Berücksichtigung der zulässigen Toleranz äußerst möglichen Außenumfang der Rohteilkontur herangefahren wird und anschließend der eigentliche Schleifprozess beginnt. Beim eigentlichen Schleifprozess wird die Schleifscheibe mit vorgegebenem Vorschub bei vorgegebener Drehzahl auf Sollmaß der zu schleifenden Fertigkontur programmgesteuert gefahren. Diese Zustellbewegung erfolgt relativ langsam, damit das zu schleifende Werkstück nicht überhitzt und die Schleifscheibe nicht beschädigt wird. Je nach Dicke der zu schleifenden Schicht wird die Zustellgeschwindigkeit zu Beginn schneller (Schruppen) und später langsamer (Schlichten, Feinschlichten) eingestellt. Bei Erreichen der Sollkontur erfolgt keine weitere Zustellung. Das Werkstück wird freigefunkt. Nach einer bestimmten Dauer des Freifunkens weist das Werkstück das Sollmaß, d.h. die Fertigkontur auf und der Prozess wird durch schnelles Zurückfahren der Schleifscheibe beendet. Dabei werden die mehrfach nacheinander folgenden Zustellbewegungen als mehrere Arbeitsgänge bezeichnet.The Grinding is done according to the prior art in several operations in the way that the grinding wheel is programmatically very fast under consideration the permissible Tolerance extremely possible outer periphery the blank contour is moved up and then the actual grinding process begins. During the actual grinding process is the grinding wheel with a predetermined feed at a given Speed on nominal dimension of Programmatically driven to be ground ready contour. This delivery movement takes place relatively slowly, so that the workpiece to be ground does not overheat and the grinding wheel is not damaged. Depending on the thickness of the To be ground layer is the speed of delivery at the beginning faster (roughing) and later slower (finishing, fining) set. Upon reaching the target contour is no further delivery. The workpiece becomes free radioed. After a certain duration of the free fall, this indicates workpiece the nominal size, i.e. the finished contour on and the process is by fast return the grinding wheel finished. Here are the multiple successively following delivery movements referred to as multiple operations.
Die für die Ansteuerung der Schleifscheiben erforderlichen Programme beinhalten Werte für axiale und radiale Vorschübe (Werkstückdrehgeschwindigkeiten) sowie radiale Zustellungen, mit denen die Schleifscheiben an das Werkstück herangefahren werden. Dabei gibt es Schleifmaschinen mit einer und Schleifmaschinen mit mehreren Spindeln.The for the Control of the grinding wheels required programs Values for axial and radial feeds (Workpiece rotational speeds) as well as radial infeeds, with which the grinding wheels to the workpiece be approached. There are grinding machines with one and Grinding machines with multiple spindles.
Nachteilig bei den bisher bekannten Steuerprogrammen für Schleifmaschinen wird je nach Größe der Rohteilkontur, das heißt je nach tatsächlichem Schleifaufmaß des ungeschliffenen Funktionsbauteils, die Schleifscheibe über teilweise mehrere 1/10 mm, trotz fehlendem Kontakt mit dem Werkstück, sehr langsam an die Rohteilkontur des Funktionsbauteils herangefahren. Dieser Vorgang wird in der Fachwelt oft auch mit Luftschleifen bezeichnet. Dabei ist die Dauer des Luftschleifens je nach Lage der Rohteilkontur im Toleranzfeld unterschiedlich. Hierdurch wird in vielen Fällen unnötig viel Zeit für das Schleifen benötigt. Zusätzlich führt die hohe Qualitätsanforderung nach sichereren Fertigungsprozessen dazu, dass der zulässige Toleranzbereich nicht voll ausgeschöpft wird. Dadurch erfolgt in der Mehrheit der Fälle ein unnötig langes Luftschleifen. Allerdings kann auf das Luftschleifen nicht verzichtet werden, da immer wieder einzelne Rohwerkstücke die größte zulässige Rohteilkontur aufweisen oder aufweisen könnten.adversely in the previously known control programs for grinding machines is ever according to the size of the blank contour, this means depending on the actual Grinding allowance of unpolished functional component, the grinding wheel over partially several 1/10 mm, despite the lack of contact with the workpiece, very slowly moved up to the blank contour of the functional component. This process is often referred to in the art with air loops. The duration of air grinding depends on the position of the blank contour different in the tolerance field. As a result, in many cases unnecessarily much time for the grinding needed. additionally leads the high quality requirement for safer manufacturing processes, that the allowable tolerance range is not fully exhausted becomes. As a result, in the majority of cases, unnecessarily long air loops occur. Indeed can not be dispensed with the air grinding, because again and again individual blanks the largest permissible blank contour or could have.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung und ein Verfahren anzugeben, mit der bzw. mit dem die für die für die Herstellung einer Fertigkontur eines eine Rohteilkontur aufweisenden Werkstückes durch Schleifen in mehreren Arbeitsgängen benötigte Zeit soweit wie möglich verkürzt und dennoch ein Werkzeugbruch oder eine unzulässige Bauteilerwärmung verhindert wird.The The object of the invention is a device and a method specify, with or with the for the for the production of a finished contour a workpiece having a blank contour by grinding in several operations needed Time as far as possible shortened and yet prevents tool breakage or improper component heating becomes.
Hinsichtlich der Vorrichtung wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen sind in den Ansprüchen 2 bis 7 beschrieben. Im Hinblick auf das Verfahren wird die Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens sind in den Patentansprüchen 9 und 10 angegeben.With regard to the device this object is achieved by a device having the features of claim 1. Advantageous embodiments and further developments are described in claims 2 to 7. With regard to the method, the object is achieved by a method with the characteristics of the godfather claim 8 solved. Advantageous developments of the method are specified in the claims 9 and 10.
Durch die vorbeschriebene Lösung wird vorteilhaft erreicht, dass ein unnötiges, die Bearbeitungszeit verlängerndes Luftschleifen vermieden wird. Durch die Maßnahme, dass das Messen funktionell von der Schleifmaschine getrennt ist, wird weiterhin vorteilhaft eine weitere Reduzierung der Arbeitszeit auf der im Verhältnis zu einer Prüfeinrichtung teuren Schleifmaschine erreicht.By the above solution is advantageously achieved that an unnecessary, the processing time extending Air loops is avoided. By the measure that measuring is functional separated from the grinding machine will continue to be advantageous a further reduction in working hours on the relative to a testing device reached expensive grinding machine.
Die Erfindung betrifft in einer konkreten Ausführungsform eine Vorrichtung zum Schleifen einer Fertigkontur von Nocken einer Nockenwelle mit einer Schleifmaschine und einer diese steuernden Steuereinrichtung, wobei durch die Steuereinrichtung Schleifprogramme vorgebbar sind, welche Vorgabewerte hinsichtlich der Schleifparameter Drehzahl des Schleifmittels und/oder des Werkstücks, Vorschub, Zustellung und Axialposition des Werkstückes beinhalten.The The invention relates to a device in a specific embodiment for grinding a finished contour of cam of a camshaft with a grinding machine and a control device controlling it, wherein grinding programs can be predetermined by the control device, which default values with regard to the grinding parameters speed of Abrasive and / or the workpiece, feed, delivery and Axial position of the workpiece include.
Entsprechend der Erfindung weist die Vorrichtung vorzugsweise folgende Komponenten auf:
- • eine Messeinrichtung zum Messen der zu schleifenden Rohteilkontur des Werkstückes;
- • einen Prozessrechner zur Bestimmung und/oder Auswahl eines oder mehrerer Schleifprogramme;
- • eine erste Datenübertragungseinrichtung zwischen der Messeinrichtung und dem Prozessrechner sowie eine zweite Datenübertragungseinrichtung zwischen dem Prozessrechner und der Steuereinrichtung, wobei die von der Messeinrichtung gemessenen Messwerte der Rohteilkontur über die erste Datenübertragungseinrichtung dem Prozessrechner zuführbar sind, in Abhängigkeit von diesen Messwerten im Prozessrechner mindestens ein Schleifprogramm bestimmt und/oder ausgewählt wird und über die zweite Datenübertragungseinrichtung der Steuereinrichtung zuführbar ist und die Schleifmaschine von der Steuereinrichtung entsprechend dem bestimmten und/oder ausgewählten Schleifprogramm steuerbar ist.
- A measuring device for measuring the workpiece contour to be ground;
- A process computer for determining and / or selecting one or more grinding programs;
- A first data transmission device between the measuring device and the process computer and a second data transmission device between the process computer and the control device, wherein the measurement values of the blank contour measured by the measuring device can be supplied to the process computer via the first data transmission device determines at least one grinding program depending on these measured values in the process computer and / or is selected and can be fed to the control device via the second data transmission device and the grinding machine can be controlled by the control device in accordance with the determined and / or selected grinding program.
Dabei ist es zunächst unerheblich, ob die Datenverbindung mittels einer fixen Verbindung, beispielsweise über Kabel, Funk usw., oder mittels einer nicht fixen Verbindung, beispielsweise über eine Diskette oder Markierungen auf dem Werkstück – der jeweiligen Nockenwelle – usw., dargestellt ist.there it is first irrelevant whether the data connection by means of a fixed connection, for example about Cable, radio, etc., or by means of a non-fixed connection, for example via a Floppy disks or markings on the workpiece - the respective camshaft - etc., is shown.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind beide Datenverbindungen als fixe Verbindungen in Form von Kabeln ausgebildet. Die Datenübertragung erfolgt über die üblichen in der Industrie-Steuerungstechnik verwendeten Protokolle bzw. Bussysteme, wie beispielsweise Profibus oder Interbus. Der Prozessrechner kann ein industrietauglicher Personalcomputer, ein Mikrorechner oder eine andere Datenverarbeitungseinrichtung sein.In a preferred embodiment Both data connections are fixed connections in the form of cables educated. The data transmission over the usual protocols or bus systems used in industrial control technology, such as Profibus or Interbus. The process computer can an industrial-grade personal computer, a microcomputer or another data processing device.
Weiter betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer Fertigkontur eines eine Rohteilkontur aufweisenden Werkstückes durch Schleifen in mehreren Arbeitsgängen, vorzugsweise an Nocken einer Nockenwelle, bei welchem die Rohteilkontur des Werkstückes in jedem Arbeitsgang um ein vorgebbares Maß abgeschliffen wird, sodass nach dem letzten Arbeitsgang die Fertigkontur des Werkstückes vorliegt.Further The invention relates to a method for producing a finished contour a workpiece having a blank contour by grinding in several Operations, preferably on cams of a camshaft, in which the blank contour of the workpiece is abraded by a predetermined amount in each operation, so that after the last operation, the finished contour of the workpiece is present.
Entsprechend der Erfindung werden bei diesem Verfahren folgende Verfahrensschritte ausgeführt:
- a) vor Beginn des Schleifprozesses wird die Rohteilkontur des Werkstückes gemessen;
- b) die ermittelten Messwerte werden direkt oder indirekt an eine Steuereinheit übermittelt;
- c) in Abhängigkeit von diesen Messwerten wird entweder ein auf die tatsächliche Rohteilkontur angepasstes Schleifprogramm errechnet, bei dem die Steuerung der Zustellung des Schleifmittels der Schleifmaschine unter Berücksichtigung der tatsächlichen Rohteilkontur erfolgt, oder ein vorgegebenes und abgespeichertes Schleifprogramm ausgewählt, bei dem die Steuerung der Zustellung des Schleifmittels der Schleifmaschine an die tatsächliche Rohteilkontur im Vergleich zu den übrigen auswählbaren Schleifprogrammen am besten angepasst ist.
- a) before the beginning of the grinding process, the blank contour of the workpiece is measured;
- b) the measured values determined are transmitted directly or indirectly to a control unit;
- c) depending on these measured values, either a grinding program adapted to the actual blank contour is calculated, in which the control of the delivery of the abrasive of the grinding machine taking into account the actual blank contour, or a predetermined and stored grinding program is selected, in which the control of the delivery of Grinding machine of the grinding machine is best adapted to the actual blank contour compared to the other selectable grinding programs.
Dabei werden die Schleifprogramme auf folgende Art und Weise bestimmt: Aus der Messung der Rohteilkontur bestimmt sich direkt, bis zu welchem Maß die Schleifscheibe mit maximaler Zustellgeschwindigkeit an das zu schleifende Werkstück herangefahren werden kann. Im Idealfall wird dabei die Schleifscheibe mit maximaler Zustellgeschwindigkeit bis unmittelbar an die Rohteilkontur herangefahren. Es kann aber auch sicherheitshalber die Schleifscheibe nicht vollständig an die gemessene Rohteilkontur herangefahren werden, sondern ein Luftschleifen über eine Strecke von 0,02 mm bis 0,1 mm voreingestellt werden. Die Größe bestimmt sich aus der Messgenauigkeit des Messsystems zur Vermessung der Konturen. Aus der gemessenen Rohteilkontur wird gleichzeitig das Schleifaufmaß, das heißt die Dicke des abzuschleifenden Materials, bestimmt. Daraus werden die verschiedenen Bereiche für das Schrupp-, Schlicht- und Feinschlichtschleifen und damit die zugehörigen Zustellgeschwindigkeiten festgelegt. Dabei ist der Werkstoff einschließlich der Härte und die geometrische Gestaltung des zu schleifenden Werkstückes von Bedeutung. Dünne Bauteile können nicht soviel Wärme abführen wie dicke Massivbauteile. Je nach Werkstoffbeschaffenheit werden unterschiedliche Wärmemengen bei gleicher Zustellgeschwindigkeit freigesetzt. In gleicher Weise werden, je nach Möglichkeit der Maschine, die Drehzahlen von Werkstück und Werkzeug festgelegt. Zur Auslegung derartiger Programme sind dem Fachmann Kriterien und Vorgaben bekannt.The grinding programs are determined in the following manner: From the measurement of the blank contour, it is determined directly to what extent the grinding wheel can be moved up to the workpiece to be ground at the maximum feed rate. Ideally, the grinding wheel is moved up to the blank contour with maximum feed rate. However, for safety's sake, the grinding wheel can not be completely moved up to the measured blank contour, but an air grinding over a distance of 0.02 mm to 0.1 mm can be preset. The size is determined by the measuring accuracy of the measuring system for measuring the contours. At the same time, the grinding allowance, that is to say the thickness of the material to be abraded, is determined from the measured blank contour. From this, the various areas for the roughing, finishing and fine finishing grinding and thus the associated delivery speeds are determined. Here is the material including the hardness and the geometric design of the workpiece to be ground importance. Thin components can not dissipate as much heat as thick solid components. Depending on the nature of the material, different amounts of heat are released at the same infeed speed. In the same way, depending on the possibility of the machine, the speeds of workpiece and tool set. For the interpretation of such programs, those skilled in the criteria and specifications are known.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist, entgegen dem Stand der Technik, das Schleifaufmaß, entsprechend der Messgenauigkeit des Messsystems bekannt. Damit wird nach den in der Schleiftechnik üblichen Verfahren das Schleifprogramm mit dem jeweils optimalen Zustellprogramm bestimmt. Das heißt: Es wird jeweils, genau angepasst, die schnellstmögliche Zustellung festgelegt, bei der noch keine Überhitzung des Werkstückes erfolgt und die Fertigkontur genau erreicht wird. Für die Bestimmung der Zustellprogramme, bei denen der Vorschub je Umdrehung des Werkstückes festgelegt wird, ist die mit dem Schleifprozess erfolgende Energie- und Leistungseinbringung von wesentlicher Bedeutung, damit Schleiffehler, wie Schleifbrand und Weichhautbildung, verhindert werden können. Der dabei zulässige Vorschub ist zudem werkstoffabhängig.With the method according to the invention is, contrary to the prior art, the Schleifmaßmaß accordingly the measuring accuracy of the measuring system known. This will after the usual in grinding technology Process the grinding program with the optimum delivery program certainly. This means: In each case, exactly adjusted, the fastest possible delivery is determined, with no overheating yet of the workpiece takes place and the finished contour is reached exactly. For the determination the delivery programs in which the feed per revolution of the workpiece specified is the energy and power input associated with the grinding process essential, thus grinding errors, such as grinding burn and soft skin formation, can be prevented. The allowable feed rate is also material-dependent.
Aufgrund der genauen Kenntnis der abzuschleifenden Schichtdicke wird bei der Erfindung eine genaue Abstimmung der Schrupp- und Schlicht- und Feinschlichtschleifvorgänge ermöglicht. Das jeweils an das abzuschleifende Schleifaufmaß angepasste Schleifprogramm führt dabei oft zu optimierten und verkürzten Schleifzeiten, da z.B. der Zustellweg für das Schruppen im Vergleich zum Schlichten erhöht werden kann, während die Luftschleifphase auf ein Minimum reduziert oder gar eliminiert wird.by virtue of the exact knowledge of the layer thickness to be abraded is at the invention, a precise coordination of the roughing and finishing and fine sanding operations allows. The grinding program adapted in each case to the grinding allowance to be abraded leads often to optimized and shortened grinding times, since e.g. the delivery route for The roughing can be increased in comparison to the finishing, while the Air grinding phase is reduced to a minimum or even eliminated.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens werden eine Vielzahl vorberechneter Programme mit ihrer jeweiligen Zuordnung zu einer bestimmten Rohteilkontur im Prozessrechner eingespeichert. Während des Fertigungsprozesses wird das jeweils der gemessenen Rohteilkontur zugeordnete Programm vom Prozessrechner ausgewählt.In a preferred embodiment The procedure involves a large number of precalculated programs their respective assignment to a specific blank contour in the Process computer stored. While of the manufacturing process is the respectively measured blank contour assigned program selected by the process computer.
In einer anderen vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens ist es sogar möglich, die Schleifprogramme in-line zu berechen. Als Rechenkriterium kann hier die Energie und/oder Leistungsbilanz verwendet werden. Dabei werden in Abhängigkeit von Schichtdicke und anderen üblichen Parametern die maximal zulässigen Zustell wege pro Umdrehung des Werkstücks zugrunde gelegt und mathematisch daraus das Schleifprogramm mit dem Zustellprogramm bestimmt, welches die Bearbeitungszeit minimiert.In Another advantageous development of the method is even possible to calculate the grinding programs in-line. As calculation criterion can Here the energy and / or current account are used. there become dependent of layer thickness and other usual Parameters the maximum permissible Infeed paths per revolution of the workpiece and mathematical basis From this the grinding program with the delivery program determines which the processing time is minimized.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist sowohl für Nockenwellen mit jeder beliebigen Anzahl von Nocken als auch andere zu schleifende Funktionsbauteile anwendbar. Dabei kann für jedes Bauteil ein separates Schleifprogramm oder in einfacheren Fällen auch für Gruppen von Funktionsbauteilen dasselbe Schleifprogramm ausgewählt werden. Die Übertragung der Daten zur Steuerung der Schleifmaschine erfolgt dabei entweder im Block aller für die entsprechenden Teile benötigten Schleifprogramme oder Stück für Stück je nach Bedarf unmittelbar vor Zustellung der Schleifscheibe an die entsprechende Position.The inventive method is both for Camshafts with any number of cams as well as others applicable to grinding functional components. It can be for each Component a separate grinding program or in simpler cases too for groups of functional components the same grinding program can be selected. The transfer The data for controlling the grinding machine takes place either in the block all for needed the appropriate parts Grinding programs or piece for pieces as needed immediately before delivery of the grinding wheel to the corresponding Position.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung werden die Bauteile mit Markierungen, wie Seriennummern, Barcodes oder ähnlichem versehen, die im Prozessrechner mit den Messdaten der Rohteilkonturen verknüpft werden. Diese Daten können dann auch off-line an die Steuerung der Schleifmaschine übermittelt werden. Beim Einlaufen der Wellen in die Schleifmaschine werden diese Codes gelesen und daraus die zugehörigen Programme geladen. Dabei ist in einer Weiterbildung die Markierung direkt die Kennzeichnung der zu verwendenden Schleifprogramme.In An advantageous development of the invention, the components with markings, such as serial numbers, barcodes or similar provided, which are linked in the process computer with the measurement data of the blank contours. This data can then also be transmitted off-line to the control of the grinding machine. When the waves enter the grinding machine, these codes become read and from it the associated Programs loaded. Here is the mark in a development directly the marking of the grinding programs to be used.
Anhand
der in den
In
In
der
Parallel
hierzu wird die Nockenwelle
In
einer Abwandlung des vorstehend beschriebenen Vertahrens wird die
Nockenwelle nach der Messung der Rohteilkontur eindeutig markiert
(z.B. Barcode) und über
die Steuerleitung
In
einer alternativen Ausführungsform
fordert die Steuerung
Erfindungsgemäß können der
Prozessrechner
Anhand
der Tabelle 1 und der
Die Zustellung der Schleifscheibe muss so erfolgen, dass in keinem Fall die Schleifscheibe mit höchster Geschwindigkeit, wie sie für das Heranfahren der Scheibe an das Werkstück verwendet wird, in die Werkstückoberfläche eintaucht.The Delivery of the grinding wheel must be done so that in no case the grinding wheel with highest Speed, as for the approach of the disc is used to the workpiece, immersed in the workpiece surface.
Nach
dem Stand der Technik, wie er in der linken Hälfte der Tabelle 1 gezeigt
ist, wird die Schleifscheibe deshalb bis an die Hüllkurve
Nach dem Stand der Technik bedeutet das 7 Zustellungen mit einem Gesamtzustellweg von 0,5 mm. Die gesamte Prozesszeit beträgt dann beispielsweise ca. 7 Sekunden.To In the prior art, this means 7 deliveries with a total delivery path of 0.5 mm. The entire process time is then approx. 7 seconds.
Wie der Tabelle zu entnehmen ist, wurde die Zustellung jedoch für einen Weg von 0,15 mm mit für das Schleifen angepasster Geschwindigkeit durchgeführt, obwohl gar kein Abschleifen von Werkstoff erfolgt ist. Dieser Vorgang wird in der Technik auch mit Luftschleifen bezeichnet.As However, as the table shows, the delivery was made for one Way of 0.15 mm with for the grinding adapted speed performed, though even no abrading of material has occurred. This process will also referred to in the art with air loops.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren, wie es in der rechten Hälfte der Tabelle 1 dargestellt ist, wird dieses Luftschleifen vollständig beseitigt. Die Zustellung erfolgt direkt an die Hüllkurve des gemessenen Übermaßes, hier +0,35 mm. In 5 weiteren Umdrehungen des Werkstückes ist die Schleifoperation beendet. Die Einsparung an Prozesszeit beträgt im genannten Beispiel etwa 2 Sekunden je Nocken.With the method according to the invention, as it is in the right half Table 1, this air grinding is completely eliminated. The delivery is made directly to the envelope of the measured oversize, here +0.35 mm. In 5 further revolutions of the workpiece is the grinding operation completed. The saving in process time in the example mentioned is approximately 2 seconds per cam.
Wie in der Tabelle 1 weiterhin dargestellt ist, sind bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens die Zustellungen für die ersten 2 Umdrehungen größer als beim Stand der Technik. Hier ist eine vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens gezeigt, bei dem die Zustellgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Dicke des Übermaßes angepasst wird. Für Übermaße, die relativ groß sind, wird in der Regel mit hoher Zustellgeschwindigkeit geschliffen (Schruppschleifen). Erst bei geringen Übermaßen erfolgt eine Absenkung der Zustellgeschwindigkeit (Schlicht-, Feinschlichtschleifen oder Ausfunken). Die hohe Zustellgeschwindigkeit beim Schruppschleifen muss so bemessen sein, dass nicht zu viel Leistung in das Werkstück eingebracht wird und entsprechend keine Überhitzung des Werkstückes erfolgt. So ist im Beispiel als Maximalwert, beim Übermaß von 0,500 mm, eine Zustellung von 0,400 mm je 4 Umdrehungen bis zu einem Aufmaß von 0,100 mm und eine entsprechende Leistungseinbringung vorgesehen. Beträgt das Übermaß jedoch nur 0,350 mm, kann diese Zustellung bis zum Aufmaß von 0,100 mm sogar noch erhöht werden, wobei die gesamte Zustellung den Wert der ursprünglichen Leistungseinbringung nicht überschreiten darf. Als Maß hierfür kann das Zeitspanvolumen herangezogen werden.As further shown in Table 1, when using the method according to the invention, the deliveries for the first 2 revolutions are greater than in the prior art. Here is an advantageous one Development of the method shown, in which the feed rate is adjusted in dependence on the thickness of the excess. For oversize, which are relatively large, is usually ground with high infeed speed (rough grinding). Only with small excesses is a reduction in the delivery speed (finishing, fine finishing grinding or sparking). The high infeed speed during rough grinding must be such that not too much power is introduced into the workpiece and accordingly no overheating of the workpiece takes place. Thus, in the example, as a maximum value, with an oversize of 0.500 mm, a delivery of 0.400 mm per 4 revolutions to an allowance of 0.100 mm and a corresponding power input is provided. However, if the oversize is only 0.350 mm, this infeed may even be increased to 0.100 mm, where the total delivery may not exceed the value of the original contribution. As a measure of this, the Zeitspanvolumen can be used.
Tabelle 1 Table 1
Über die beschriebenen Vorteile hinaus bietet das erfindungsgemäße Verfahren noch weitere wichtige Vorteile. So ermöglicht die Messung vor dem Schleifen eine Aussortierung von Wellen, bei denen die Rohteilkontur der Funktionsbauteile bereits zu klein ist, d.h. nicht mehr im Toleranzband liegt. In diesem Fall kann die Welle auch durch eine Weiterbearbeitung nicht mehr zu einem Gutteil werden, sodass ein Schleifen nicht mehr notwendig ist. Dadurch werden Ausschussteile nicht mehr weiterverarbeitet und die dafür nötigen Bearbeitungszeiten und -kosten eingespart.About the described advantages addition, the inventive method provides even more important benefits. So allows the measurement before the Sanding a sorting of waves where the blank contour the functional components are already too small, i. no longer in the tolerance band lies. In this case, the wave can also be further processed no longer become a good part, so a grinding no longer necessary is. As a result, rejects are no longer processed and the one for that force Saved processing times and costs.
Der
noch größere Vorteil
ist zudem auch darin zu sehen, dass Werkstücke mit einem Übermaß, das über die
größtzulässige Hüllkurve
Weiterhin kann die Qualität der Rohteile mit statistischer Breite bestimmt werden, sodass eine Früherkennung von sich anbahnenden Problemen bei vorgelagerten Fertigungsprozessen möglich wird.Farther can the quality of the blanks are determined with statistical width, so that a early detection of emerging problems in upstream manufacturing processes possible becomes.
Es ist offensichtlich, dass das hier beschriebene Verfahren und die hier beschriebene Vorrichtung auch für andere Bauteile als gebaute Nockenwellen angewendet werden kann. Die Anwendung kann beispielsweise auch für gegossene oder geschmiedete Nockenwellen, Kurbelwellen, Steuerwellen sowie das Schleifen von Lagerstellen von Getriebewellen erfolgen.It It is obvious that the method described here and the Device described here also for other components than built Camshafts can be applied. The application can, for example, too for cast or forged camshafts, crankshafts, control shafts as well the grinding of bearings of transmission shafts done.
- 11
- Nockenwellecamshaft
- 22
- Funktionsbauteil, NockenFunctional component, cam
- 33
- Schleifmaschinegrinding machine
- 44
- Steuerungcontrol
- 55
- Prozessrechnerprocess computer
- 66
- Rechenwerkcalculator
- 77
- Datenspeicherdata storage
- 88th
- Datenspeicherdata storage
- 99
- Signalleitungsignal line
- 1010
- interne Datenleitunginternal data line
- 1111
- Datenleitungdata line
- 12a12a
- SteuersignalleitungControl signal line
- 12b12b
- SteuersignalleitungControl signal line
- 1313
- Sensorik, Messtastersensors, probe
- 1414
- Zuführung Nockenwelle in Schleifmaschine, ÜbergabehandlingFeed camshaft in grinding machine, transfer handling
- 1515
- Recheneinheitcomputer unit
- 1616
- FertigteilkonturFinished part contour
- 1717
- Hüllkurve, untere Toleranzgrenze der Rohteilkonturenvelope, lower tolerance limit of the blank contour
- 1818
- Hüllkurve, obere Toleranzgrenze der Rohteilkonturenvelope, upper tolerance limit of the blank contour
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