DE102011110118B4 - Simultanschleifmaschine - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schleifmaschine zum Schleifen von zentrischen Rotationsflächen (12) einer Welle (3) mit einer Werkstückspindel (1), einem Reitstock (2) und mit zwei Schleifspindelstöcken (6, 6'), wobei die Welle (3) um ihre Mittelachse (11) drehantreibbar eingespannt ist, wobei die Schleifspindelstöcke (6, 6') radial zu den Rotationsflächen (12) zustellbar sind und wobei an den Schleifspindelstöcken (6, 6') Schleifscheibensätze (10, 10') mit mehreren Einzelschleifscheiben (13, 13') vorgesehen sind, deren Profile an die zu bearbeitenden Rotationsflächen (12) angepasst sind, wobei die Schleifspindelstöcke (6, 6') auf gegenüberliegenden Seiten der Welle (3) angeordnet und in Richtung ihrer Spindelachsen (14, 14') gegeneinander versetzt sind, so dass alle Rotationsflächen (12) gleichzeitig bearbeitbar sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Simultanschleifmaschine zum Schleifen von zentrischen Rotationsflächen einer Welle, z. B. Lager oder Zapfen von Nocken- oder Kurbelwellen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Aus der DE 10 2009 024 209 A1 ist eine Schleifmaschine zum gleichzeitigen Schleifen mehrerer Lagerstellen von Kurbelwellen mit einem Schleifscheibensatz bekannt. Dabei ist dem Schleifscheibensatz gegenüberliegend auf der anderen Seite der Kurbelwelle eine Einzelschleifscheibe zum Schleifen eines Stützelementsitzes vorgesehen. Damit wird zunächst ein Stützelementsitz geschliffen. Nach dessen Fertigstellung wird die Einzelschleifscheibe zurückgefahren und es werden Stützelemente in Anlage gebracht.
  • Anschließend werden die Lagerstellen mit dem Schleifscheibensatz fertig geschliffen. Die DE 10 2008 045 842 A1 betrifft eine Schleifmaschine zum Schleifen von wellenförmigen Werkstücken, beispielsweise Kurbelwellen, mit zwei Schleifeinheiten mit je einer Schleifscheibe, die über einen ersten und zweiten Schlitten am Maschinengestell beweglich angeordnet sind. Ferner ist am ersten Schlitten eine Messeinrichtung zum Ermitteln von Werkstückabmessungen und am zweiten Schlitten eine Be- und Entladeeinrichtung angeordnet, welche zusammen mit den Schleifeinheiten verfahrbar sind. Eine weitere Vertikalschleifmaschine für die Finishbearbeitung von Wellen ist aus der GB 544 213 A bekannt. Bei dieser Maschine sind zwei Schleifspindeln auf gegenüberliegenden Seiten der Werkstückspindel versetzt angeordnet. Die zur Werkstückachse geneigten Schleifspindeln sind auf Schlitten lediglich in Zustellrichtung verfahrbar.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Schleifmaschine der eingangs genannten Art zu entwickeln, womit die Bearbeitungszeit für die Werkstücke gegenüber dem Stand der Technik reduziert wird.
  • Diese Aufgabe wird mit einer Schleifmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Gemäß einem vorteilhaften Aspekt der Erfindung werden die zu schleifenden Rotationsflächen auf zwei Schleifscheibensätze aufgeteilt und diese auf gegenüberliegenden Seiten der Welle angeordnet, so dass die auf die Welle einwirkenden Normalkraftkomponenten der Schleifkräfte sich gegenseitig aufheben. Ferner kann ein Stützelement vorgesehen sein, welches beim Schleifen gemeinsam mit den Schleifscheibensätzen zum Werkstück zugestellt wird und die in tangentialer Richtung auf das Werkstück einwirkenden Zerspankräfte aufnimmt. Dabei müssen für das Stützelement keine Sitze für vorgeschliffen werden.
  • Im Folgenden wird die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
  • Es zeigen:
  • 1: eine Simultanschleifmaschine
  • 2 bis 5: Anordnungen von Schleifscheibensätzen
  • 6: Anordnung mit Stützelement
  • Die Simultanschleifmaschine nach 1 weist eine Werkstückspindel 1 und einen Reitstock 2 zum zentrischen Spannen und Antreiben von Wellen 3 auf. Zur Bearbeitung der Wellen 3 sind zwei Schleifspindelstöcke 6, 6' vorgesehen. Diese sind über Horizontalschlitten 5, 5' und Vertikalschlitten 4, 4' am Maschinengestell 7 auf Führungen 8 verfahrbar. Die Schleifspindelstöcke 6, 6' werden in Richtung der X-Achse in entgegengesetzter Richtung zur Welle 3 zugestellt, so dass die radial auf die Welle 3 einwirkenden Normalkraftkomponenten der Schleifkräfte sich gegenseitig aufheben. Der Antrieb der Vertikalschlitten 4, 4' in Z-Richtung erfolgt über Kugelrollspindeln und Motore 9. Ähnlich ist auch die Werkstückspindel 1 über einen Motor 9' verschiebbar am Maschinengestell angeordnet. In 1 ist als Welle 3 eine Kurbelwelle dargestellt. Diese wird gleichzeitig mit zwei Schleifscheibensätzen 10, 10' bearbeitet. Die beiden Schleifscheibensätze 10, 10' sind jeweils aus mehreren Einzelschleifscheiben 13 zusammengesetzt. Damit können alle zu schleifenden zentrischen Rotationsflächen 12 in einem einzigen Bearbeitungsschritt fertig geschliffen werden. Konkret sind das bei der hier dargestellten Kurbelwelle 7 Mittellager, der Zapfen 15 und die Flanschmantelfläche 16. Dabei sind die Breiten der Einzelschleifscheiben 13 und ihre Abstände zueinander an die Abstände und Abmessungen der Rotationsflächen 12 auf der Kurbelwelle angepasst. Trotz des Versatzes der Schleifscheibensätze 10, 10' in Richtung der Spindelachsen 14, 14' ist die Durchbiegung der Welle 3 vernachlässigbar, weil die Schleifscheibensätze 10, 10' auf gegenüberliegenden Seiten auf die Welle 3 einwirken.
  • Der gleiche Effekt kann für extrem biegeempfindliche Wellen 3 noch dadurch verstärkt werden, dass mehr Einzelschleifscheiben 13 vorhanden sind als zu bearbeitende Rotationsflächen 12. Die 2 betrifft eine Anordnung nach Patentanspruch 3. Dort sind etwa in der Mitte der Welle 3 an einer Rotationsfläche 12 zwei Einzelschleifscheiben 13, 13' gleichzeitig in Eingriff. Die 3 zeigt eine Anordnung nach Patentanspruch 4, wobei an zwei Rotationsflächen 12 zwei Einzelschleifscheiben 13, 13' gleichzeitig in Eingriff sind. In den 4 und 5 ist die Bearbeitung von Nockenwellen dargestellt. Die 4 entspricht dem Merkmal des Patentanspruchs 5, wobei an allen Rotationsflächen 12 der Welle 3 zwei Einzelschleifscheiben 13, 13' gleichzeitig in Eingriff sind. Schließlich stellt die 5 eine Anordnung nach Patentanspruch 6 dar. In 6 ist die Anordnung eines Stützelements 17 dargestellt. Dieses wird beim Schleifen gleichzeitig mit den Einzelschleifscheiben 13, 13' zugestellt, wobei die in tangentialer Richtung auf das Werkstück einwirkenden Zerspankräfte kompensiert werden. Während die Einzelschleifscheiben 13, 13' in entgegengesetzter Richtung in X-Richtung zugestellt werden, wird das Stützelement 17 in Y-Richtung zugestellt.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Werkstückspindel
    2
    Reitstock
    3
    Welle
    4 4'
    Vertikalschlitten
    5 5'
    Horizontalschlitten
    6 6'
    Schleifspindelstock
    7
    Maschinengestell
    8
    Führung
    9 9'
    Motor
    10 10'
    Schleifscheibensatz
    11
    Mittelachse
    12
    Rotationsfläche
    13
    Einzelschleifscheibe
    14 14'
    Spindelachse
    15
    Zapfen
    16
    Flanschmantelfläche
    17
    Stützelement

Claims (9)

  1. Schleifmaschine zum Schleifen von zentrischen Rotationsflächen (12) einer Welle (3) mit einer Werkstückspindel (1), einem Reitstock (2) und mit zwei auf gegenüberliegenden Seiten der Welle (3) angeordneten Schleifspindelstöcken (6, 6') mit Schleifscheibensätzen (10, 10') mit mehreren Einzelschleifscheiben (13, 13'), deren Profile an die zu bearbeitenden Rotationsflächen (12) angepasst sind, wobei die Welle (3) um ihre Mittelachse (11) drehantreibbar eingespannt ist, wobei die Schleifspindelstöcke (6, 6') radial zu den Rotationsflächen (12) zustellbar sind und wobei die Schleifspindelstöcke (6, 6') in Richtung ihrer Spindelachsen (14, 14') gegeneinander versetzt sind, so dass alle Rotationsflächen (12) gleichzeitig bearbeitbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifspindelstöcke (6, 6') einseitig gelagert sind und dass von jedem Schleifspindelstock (6, 6') mindestens zwei Einzelschleifscheiben (13, 13') gleichzeitig in Schleifeingriff sind.
  2. Schleifmaschine nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Rotationsflächen (12) von genau einer Einzelschleifscheibe (13, 13') bearbeitbar ist.
  3. Schleifmaschine nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Rotationsfläche (12) von zwei gegenüberliegenden Einzelschleifscheiben (13, 13') gleichzeitig bearbeitbar ist.
  4. Schleifmaschine nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Rotationsflächen (12) von zwei Einzelschleifscheiben (13, 13') gleichzeitig bearbeitbar sind.
  5. Schleifmaschine nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass alle Rotationsflächen (12) der Welle (3) von zwei Einzelschleifscheiben (13, 13') gleichzeitig bearbeitbar sind.
  6. Schleifmaschine nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass aufeinander folgende Rotationsflächen (12) abwechselnd von gegenüberliegenden Einzelschleifscheiben (13, 13') bearbeitbar sind.
  7. Schleifmaschine nach einem der Patentansprüche 1 bis 6 zur Bearbeitung von Kurbelwellen, dadurch gekennzeichnet, dass Zapfen (15) und/oder Flanschmantelfläche (16) von Einzelschleifscheiben (13, 13') bearbeitbar sind.
  8. Schleifmaschine nach einem der Patentansprüche 1 bis 7 mit mindestens einem Stützelement (17), dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (17) gemeinsam mit den Einzelschleifscheiben (13, 13') zum Werkstück (3) zustellbar ist.
  9. Schleifmaschine nach Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (17) in Richtung der Y-Achse zustellbar ist, während die Schleifscheiben in X-Richtung zugestellt werden.
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