DE102016014515A1 - Vorrichtung zum Rotationsfinishen von Werkstückoberflächen - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Rotationsfinishen von Werkstückoberflächen. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Rotationsfinishen von Werkstückoberflächen in Form einer Kugel oder eines Kugelsegmentes zur Anordnung an einer Werkzeugaufnahme mit einer Antriebsschnittstelle einer CNC-Werkzeugmaschine mit drei gesteuerten Achsen.Die Vorrichtung umfasstein Gestell (1) mit Mitteln (2) zur Anordnung der Vorrichtung an einer Werkzeugaufnahme mit einer Antriebsschnittstelle einer CNC-Werkzeugmaschine,eine mit der Antriebswelle (4) in rotierend kraftübertragender Wirkverbindung stehende Schwenkeinrichtung (5) mit einem am Gestell (1) fest angeordneten feststehenden Teil (5.1) mit einer drehbar angeordneten, mit der Antriebswelle (4) drehfest verbundenen Antriebswelle und einem um eine Schwenkachse (6) schwenkbaren Schwenkteil (5.2) mit einer um eine Drehachse (8) drehbaren Abtriebswelle (9),eine Werkzeugspanneinrichtung (10) mit einem um eine Drehachse (11) drehbar gelagerten Teil (10.2) zur Aufnahme einer Topfscheibe (12) undeine Einrichtung (13) zur Linearverschiebung der Drehachse (11) des drehbar gelagerten Teiles (10.2) der Werkzeugspanneinrichtung (10) entlang der Schwenkachse (6).Mittels einer an einer Werkzeugaufnahme einer CNC-Werkzeugmaschine mit drei gesteuerten Achsen angeordneten Vorrichtung ist es möglich, die Drehachse (11) der Topfscheibe (12) so zur Drehachse (21) des Werkstückes (20) zu positionieren, dass sich beide Drehachsen (11, 21) in einem vorbestimmten Punkt schneiden.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Rotationsfinishen von Werkstückoberflächen. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Rotationsfinishen von Werkstückoberflächen in Form einer Kugel oder eines Kugelsegmentes zur Anordnung an einer Werkzeugaufnahme mit einer Antriebsschnittstelle einer CNC-Werkzeugmaschine mit drei gesteuerten Achsen, wie beispielsweise einer CNC-Drehmaschine.
  • Unter Finishen wird ein spanendes Bearbeitungsverfahren mit geometrisch unbestimmter Schneide verstanden, bei dem zwischen einem vielschneidigen Finishwerkzeug, z.B. einem Finishstein, einem Finishband oder einer Finishhülse, und der zu bearbeitenden Werkstückoberfläche meist eine aus zwei Komponenten bestehende Schnittbewegung realisiert wird. Durch Finishen können Werkstückoberflächen mit einer Rauheit im Mikrometerbereich (Ra < 1 µm) sowie spezielle Strukturen der Werkstückoberfläche hergestellt werden. Bei der Finishbearbeitung einer Werstückoberfläche werden dazu entweder die Spitzen des Rautiefenprofiles einer in einem vorangegangenen Bearbeitungsschritt erzeugten Werkstückoberfläche abgetragen und so die Struktur der Werkstückoberfläche verändert oder es erfolgt ein vollständiger Abtrag einer in einem vorangegangenen Bearbeitungsschritt erzeugten Werkstückoberfläche. Im Fall des vollständigen Abtrages einer Werkstückoberfläche kann eine Finishbearbeitung mit einer Formgebung des Werkstückes im Sinne einer Formverbesserung der in vorangegangenen Bearbeitungsschritten erstellten Werkstückform verbunden sein. Der Materialabtrag bei einer Finishbearbeitung bewegt sich meist im Bereich weniger µm.
  • Mittels Finishbearbeitung können Oberflächenstrukturen im Mikrometerbereich erzeugt werden, wie sie für Oberflächen von Gleit- und Dichtflächen, sogenannte Funktionsflächen, erforderlich sind. Zur Erzielung derartiger qualitativ hochwertiger Oberflächenstrukturen ist eine präzise Finishbearbeitung der gesamten die Funktionsfläche bildenden Oberfläche des Werkstückes erforderlich. Grundlage einer präzisen Finishbearbeitung ist eine präzise Ausrichtung des Finishwerkzeuges gegenüber der zu bearbeitenden Werstückoberfläche.
  • Beim Rotationsfinishen, in der Literatur auch als Kreuzschliff-Superfinishen bezeichnet, wird die Stirnseite eines um eine senkrecht aus der Stirnseite austretenden Achse rotierenden vielschneidigen Finishwerkzeugs in Form einer Topfscheibe gegen die zu bearbeitende rotierende Werkstückoberfläche gedrückt, wobei die Drehbewegung des Finishwerkzeuges gegenläufig zur Drehbewegung des Werkstückes ist. Die Schnittbewegung entsteht durch Überlagerung der gegenläufigen Drehbewegungen des Werkstückes und des Werkzeuges. Beim Rotationsfinishen von sphärischen Flächen kreuzen sich die Drehachsen des Werkstückes und des Werkzeuges unter einem definierten Winkel. Auf der bearbeiteten Werkstückoberfläche wird eine prozessspezifische Oberflächenstruktur in Form eines Kreuzschliffes ausgebildet.
  • Beim Rotationsfinishen von Werkstückoberflächen in Form einer Kugel, in der Literatur auch als Kugelfinishen bezeichnet, oder eines Kugelsegmentes ist für eine formerhaltende oder formgebende Finishbearbeitung der Werkstückoberfläche in Form einer Kugel oder eines Kugelsegnemtes die Ausrichtung der Drehachsen der Kugel und der Topfscheibe zueinander von entscheidender Bedeutung. Die Stirnseite der Topfscheibe ist derart gegenüber der Kugel- oder Kugelsegmentoberfläche zu positionieren, dass sich die Drehachsen des Werkstückes und der Topfscheibe möglichst exakt in einem durch den Radius des Werkstückes, den Radius der Topfscheibe und den Winkel α zwischen den Drehachsen des Werkstückes und der Topfscheibe vorbestimmten Punkt kreuzen.
  • Zum Rotationsfinishen sind aus dem Stand der Technik Finishmaschinen bekannt, die die vorbeschriebenen Werkstück- und Werkzeugbewegungen realisieren.
  • So wird in der DE 10 2004 050 482 A1 eine Vorrichtung zur Finishbearbeitung von Werkstücken mit einem rotierend angetriebenen Werkstückträger und einer an einem Maschinengestell befestigten Bearbeitungsspindel, an der ein Finishwerkzeug rotierend antreibbar ist, deren Spindelachse gegenüber dem Maschienengestell winkelverstellbar ist, offenbart. Durch die Winkelverstellung der Spindelachse gegenüber dem Maschinengestell und damit einem im rotierend angetriebenen Werkstückträger gespannten Werkstück können konkav und konvex gekrümmte Werkstückoberflächen bearbeitet werden, wobei die Krümmung lediglich im Bereich weniger µm bis weniger mm liegt. Oberflächen von Kugeln mit einem Radius kleiner 500 mm können mit dieser Finishmaschine nicht bearbeitet werden.
  • In der EP 1 878 534 A1 wird eine Finishmaschine beschrieben, die eine Vorrichtung umfasst, mittels derer eine Werkzeugspindel um einen Neigungswinkel und einen Führungswinkel verschwenkt werden kann, wodurch es möglich wird, mittels einer drehbar in der Werkzeugspindel angeordneten Topfscheibe die Planfläche eines rotierend angetriebenen in einer Werstückaufnahme gespannten Werkstückes konkav oder konvex zu gestalten. Auch bei dieser Fnishmaschine liegt die konkave oder konvexe Krümmung der bearbeitbaren Werkstückoberfläche lediglich im Bereich weniger µm bis weniger mm.
  • Von der Firma Thielenhaus Technologies GmbH, 42285 Wuppertal ist unter der Bezeichnung SPHERO eine Maschine zum Rotationsfinishen von sphärischen Oberflächen, einschließlich von Kugeloberflächen von Kugeln mit einem Radius bis 750 mm, bekannt (http://www.thielenhaus.com/products/sphero/ und Thielenhaus Produkt-Flyer SHERO, Microfinish / Superfinish von Kugeln und Kalotten). Die Maschine verfügt über eine rotierend angetriebene Werkstückspanneinrichtung sowie eine um bis zu 90 Grad schwenkbare und kraftgesteuerte Werkzeugspindeleinheit. Es können Oberflächen von Kugeln oder Kalotten von allen Seiten mit höchster Prozesssicherheit bearbeitet werden.
  • Es ist jedoch wünschenswert, das Rotationsfinishen von Werkstückoberflächen, insbesondere von Werkstückoberflächen in Form einer Kugel oder eines Kugelsegmentes, als abschließenden Arbeitsschritt einer zuvor erfolgten formgebenden spanenden Werkstückbearbeitung ohne ein Umspannen des Werkstückes, d.h. auf der gleichen Werkzeugmaschine, auf der die formgebende spanende Bearbeitung des Werkstückes erfolgte, durchzuführen.
  • Ausgehend davon, besteht die Aufgabe der Erfindung in der Bereitstellung einer Vorrichtung zum Rotationsfinishen von Werkstückoberflächen, insbesondere von Werkstückoberflächen in Form einer Kugel oder eines Kugelsegmentes, die an einer Werkzeugaufnahme einer CNC-Werkzeugmaschine mit drei gesteuerten Achsen, wie beispielsweise einer CNC-Drehmaschine, angeordnet werden kann und dabei die Schaffung derartig qualitativ hochwertiger Oberflächenstrukturen im Submikrometerbereich, wie sie für Oberflächen von Gleit- und Dichtflächen, sogenannte Funktionsflächen, angestrebt werden, ermöglicht.
  • Die Aufgabe der Erfindung wird durch eine Vorrichtung zum Rotationsfinishen von Werkstückoberflächen mit den Merkmalen des 1. Patentanspruches gelöst. In den Patentansprüchen 2 bis 5 sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung beschrieben.
  • Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Rotationsfinishen von Werkstückoberflächen, insbesondere in Form einer Kugel oder eines Kugelsegmentes, umfasst
    • • ein Gestell mit Mitteln zur Anordnung der Vorrichtung an einer Werkzeugaufnahme mit einer Antriebsschnittstelle einer CNC-Werkzeugmaschine sowie mit einer zur Antriebsschnittstelle der Werkzeugaufnahme kompatiblen, um eine Drehachse drehbaren Antriebswelle,
    • • eine am Gestell angeordnete mit der Antriebswelle in rotierend kraftübertragender Wirkverbindung stehende Schwenkeinrichtung mit einem am Gestell fest angeordneten feststehenden Teil mit einer drehbar angeordneten, mit der Antriebswelle drehfest verbundenen Antriebswelle der Schwenkeinrichtung und einem Schwenkteil mit einer um eine Drehachse drehbaren Abtriebswelle der Schwenkeinrichtung, wobei das Schwenkteil um eine orthogonal zur Drehachse der Abtriebswelle der Schwenkeinrichtung ausgerichteten Schwenkachse schwenkbar ist,
    • • eine Werkzeugspanneinrichtung mit einem feststehenden Teil und einem im feststehenden Teil um eine Drehachse drehbar gelagerten Teil zur Aufnahme eines vielschneidigen Finshwerkzeuges in Form einer Topfscheibe, wobei der drehbar gelagerte Teil in rotierend kraftübertragender Wirkverbindung mit der Abtriebswelle der Schwenkeinrichtung steht und
    • • eine Einrichtung zur Linearverschiebung der Drehachse des drehbar gelagerten Teiles der Werkzeugspanneinrichtung entlang der Schwenkachse.
  • Der besondere Vorteil der Erfindung besteht darin, dass es mittels einer an einer Werkzeugaufnahme einer CNC-Werkzeugmaschine mit drei gesteuerten Achsen, wie beispielsweise einer CNC-Drehmaschine, angeordneten erfindungsgemäßen Vorrichtung möglich ist, die Drehachse des vielschneidigen Finshwerkzeuges in Form einer Topfscheibe so zu der Drehachse des Werkstückes auszurichten, dass sich beide Drehachsen in einem vorbestimmten Punkt schneiden. Dies ist für eine formerhaltende oder formgebende Finishbearbeitung einer Werkstückoberfläche in Form einer Kugel oder eines Kugelsegnemtes von entscheidender Bedeutung.
  • Bevorzugt ist die Einrichtung zur Linearverschiebung der Drehachse des drehbar gelagerten Teiles der Werkzeugspanneinrichtung als Linearführung mit zwei in Richtung einer Linearachse gegeneinander verschiebbaren Linearführungsteilen ausgebildet, wobei die Linearführungsteile mittels eines Gewindetriebes gegeneinander verschiebbar sind. Die Einrichtung zur Linearverschiebung der Drehachse des drehbar gelagerten Teiles der Werkzeugspanneinrichtung weist eine Kupplung zur Übertragung einer Drehbewegung von einer Antriebswelle der Einrichtung zur Linearverschiebung der Drehachse auf eine Abtriebswelle der Einrichtung zur Linearverschiebung der Drehachse und zum parallelen Verschieben der Drehachse der Abtriebswelle der Einrichtung zur Linearverschiebung der Drehachse gegen die Drehachse der Antriebswelle der Einrichtung zur Linearverschiebung der Drehachse auf. Ein Linearführungsteil ist derart am Schwenkteil der Schwenkeinrichtung angeordnet, dass die Linearachse, entlang derer die Linearführungsteile gegeneinander verschiebbar sind, parallel zur Schwenkachse der Schwenkeinrichtung ausgerichtet ist. Am anderen Linearführungsteil ist der feststehende Teil der Werkzeugspanneinrichtung derart angeordnet, dass die Drehachse des drehbar gelagerten Teiles der Werkzeugspanneinrichtung orthogonal zur Linearachse, entlang derer die Linearführungsteile gegeneinander verschiebbar sind, ausgerichtet ist. Die Antriebswelle der Kupplung ist mit der Abtriebswelle der Schwenkeinrichtung am Schwenkteil der Schwenkeinrichtung und die Abtriebswelle der Kupplung mit dem drehbar gelagerten Teil der Werkzeugspanneinrichtung drehfest verbunden.
  • Weiterhin bevorzugt kann an der Einrichtung zur Linearverschiebung der Drehachse des drehbar gelagerten Teiles der Werkzeugspanneinrichtung entlang der Schwenkachse der Schwenkeinrichtung eine Einrichtung zur Erfassung und Anzeige des Wertes der Linearverschiebung der Drehachse des drehbar gelagerten Teiles der Werkzeugspanneinrichtung angeordnet sein. Dabei kann die Einrichtung zur Erfassung und Anzeige des Wertes der Linearverschiebung der Drehachse des drehbar gelagerten Teiles der Werkzeugspanneinrichtung mit dem Gewindetrieb so wirkverbunden sein, dass der Wert der Linearverschiebung der Drehachse des drehbar gelagerten Teiles der Werkzeugspanneinrichtung anhand der Drehstellung des Gewindetriebes ermittelbar ist.
  • Es kann zweckmäßig sein, wenn zwischen der Einrichtung zur Linearverschiebung der Drehachse der Werkzeugspanneinrichtung und der Werkzeugspanneinrichtung ein oder mehrere Kraftsensoren zur Ermittlung der in Richtung der Drehachse des drehbaren Teiles der Werkzeugspanneinrichtung wirkenden Andrückkraft des Finishwerkzeuges gegen das Werkstück angeordnet ist/sind. Die Signale dieses oder dieser Kraftsensoren können zur Steuerung des Finishprozesses einer Steuereinrichtung der CNC-Werkzeugmaschine zugeleitet werden.
  • Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden.
  • Die zugehörigen Zeichnungen zeigen in
    • 1: eine Vorrichtung zum Rotationsfinishen zur Anordnung an einem Werkzeugrevolver mit einer Antriebsschnittstelle, in
    • 2: eine Vorrichtung zum Rotationsfinishen zur Anordnung an einem Werkzeugrevolver mit einer Antriebsschnittstelle im Querschnitt, in
    • 3: eine Vorrichtung zum Rotationsfinishen einer Werkstückoberfläche in Form einer Kugel, in
    • 4: eine Draufsicht einer Vorrichtung zum Rotationsfinishen einer Werkstückoberfläche in Form einer Kugel und in
    • 5: eine Seitenansicht einer Vorrichtung zum Rotationsfinishen einer Werkstückoberfläche in Form einer Kugel im Teilschnitt.
  • 1 zeigt eine Vorrichtung zum Rotationsfinishen zur Anordnung an einer Werkzeugaufnahme mit einer Antriebsschnittstelle einer CNC-Werkzeugmaschine mit drei gesteuerten Achsen. Die in 1 gezeigte Vorrichtung ist insbesondere zur Anordnung aan einer Werkzeugaufnahme einer CNC Drehmaschine bestimmt. Zweck der Vorrichtung und deren Anordnung an der Werkzeugaufnahme der CNC Drehmaschine ist insbesondere das Rotationsfinishen einer Werkstückoberfläche in Form einer Kugel, wobei das Werkstück mit der genannten Werkstückoberfläche in Form einer Kugel auf der CNC-Drehmaschine gefertigt wurde und die Finishbearbeitung ohne Umspannen des Werkstückes erfolgen soll.
  • Die Vorrichtung umfasst ein Gestell 1 mit Mitteln 2 zur Anordnung der Vorrichtung an einer Werkzeugaufnahme mit einer Antriebsschnittstelle und einer zur Antriebsschnittstelle der Werkzeugaufnahme kompatiblen, um eine Drehachse 3 drehbaren Antriebswelle 4. Am Gestell 1 ist eine Schwenkeinrichtung 5 angeordnet. Die Schwenkeinrichtung 5, siehe hierzu auch 2, besteht aus einem fest am Gestell 1 angeordneten feststehenden Teil 5.1 und einem um eine Schwenkachse 6 schwenkbaren Schwenkteil 5.2. Im feststehenden Teil 5.1 der Schwenkeinrichtung 5 ist eine Antriebswelle 7 der Schwenkeinrichtung 5 angeordnet, die drehfest mit der Antriebswelle 4 verbunden ist. Im Schwenkteil 5.2 der Schwenkeinrichtung 5 ist um eine Drehachse 8 drehbar eine Abtriebswelle 9 angeordnet, wobei die Drehachse 8 der Abtriebswelle 9 ortogonal zur Schwenkachse 6 ausgerichtet ist. Die Abtriebswelle 9 steht über ein Zahnradgetriebe derart in drehfester Verbindung mit der Antriebswelle 7 der Schwenkeinrichtung 5, dass die Drehbewegung der Antriebswelle 7 auf die Abtriebswelle 9 übertragen wird. Das vorstehend genannte Getriebe wird gebildet aus zwei Gruppen von zwei jeweils im Engriff miteinander stehenden Kegelrädern und zwei im Eingriff miteinander stehenden Stirnrädern. Ein erstes Kegelrad der ersten Gruppe ist auf der Antriebswelle 7 der Schwenkeinrichtung 5 angeordnet. Es steht derart im Eingriff mit einem zweiten Kegelrad der ersten Gruppe, dass die Drehachse des zweiten Kegelrades der ersten Gruppe in einem Winkel von 90° zur Drehachse der Antriebswelle 7 der Schwenkeinrichtung 5 steht. Das zweite Kegelrad der ersten Gruppe ist drehfest drehbar um die gleiche Drehachse mit einem Stirnrad verbunden, welches im Eingriff mit einen zweiten Stirnrad steht, das wiederum drehfest und um die gleiche Drehachse drehbar mit einem ersten Kegelrad der zweiten Gruppe verbunden ist. Die beiden Drehachsen der Stirnräder sind parallel zur Schwenkachse 6 der Schwenkeinrichtung 5 ausgerichtet. Das erste Kegelrad der zweiten Gruppe steht im Eingriff mit einem zweiten auf der Abtriebswelle 9 angeordneten Kegelrad. Die Vorrichtung umfasst weiterhin eine Werkzeugspanneinrichtung 10 mit einem feststehenden Teil 10.1 und einem im feststehenden Teil 10.1 um eine Drehachse 11 drehbar gelagerten Teil 10.2 zur Aufnahme einer Topfscheibe 12 sowie eine Einrichtung 13 zur Linearverschiebung der Drehachse 11 des drehbar gelagerten Teiles 10.2 der Werkzeugspanneinrichtung 10 entlang der Schwenkachse 6. Der drehbar gelagerte Teil 10.2 der Werkzeugspanneinrichtung steht in rotierend kraftübertragender Wirkverbindung mit der Abtriebswelle 9 der Schwenkeinrichtung 5.
  • Die Einrichtung 13 zur Linearverschiebung der Drehachse 11 des drehbar gelagerten Teiles 10.2 der Werkzeugspanneinrichtung 10 umfasst, wie in 2 gezeigt, eine Linearführung 14, bestehend aus zwei in Richtung einer Linearachse 15 gegeneinander verschiebbaren Linearführungsteilen 14.1, 14.2, einem Gewindetrieb 16 zum Gegeneinanderverschieben der Linearführungsteile 14.1, 14.2 und eine Kupplung 17. Die Kupplung 17 dient der Übertragung einer Drehbewegung von einer Antriebswelle 18 der Einrichtung 13 zur Linearverschiebung der Drehachse 11 auf eine Abtriebswelle 19 der Einrichtung 13 zur Linearverschiebung der Drehachse 11 und zum parallelen Verschieben der Drehachse der Abtriebswelle 19, die im gezeigten Beispiel mit der Drehachse 11 des drehbar gelagerten Teiles 10.2 der Werkzeugspanneinrichtung 10 zusammenfällt, der Einrichtung 13 zur Linearverschiebung der Drehachse 11 gegen die Drehachse der Antriebswelle 18 der Einrichtung 13 zur Linearverschiebung der Drehachse 11. Ein Linearführungsteil 14.1 ist so am Schwenkteil 5.2 der Schwenkeinrichtung 5 angeordnet, dass die Linearachse 15, entlang derer die Linearführungsteile 14.1, 14.2 gegeneinander verschiebbar sind, parallel zur Schwenkachse 6 der Schwenkeinrichtung 5 ausgerichtet ist. Am anderen Linearführungsteil 14.2 ist der feststehende Teil 10.1 der Werkzeugspanneinrichtung 10 so angeordnet, dass die Drehachsen 11 des drehbar gelagerten Teiles 10.2 der Werkzeugspanneinrichtung 10 orthogonal zur Linearachse 15, entlang derer die Linearführungsteile 14.1, 14.2 gegeneinander verschiebbar sind ausgerichtet ist. Die Antriebswelle 18 der Einrichtung 13 zur Linearverschiebung ist drehfest mit der Abtriebswelle 9 der Schwenkeinrichtung 5 verbunden. Die Abtriebswelle 19 der Einrichtung 13 zur Linearverschiebung ist mit dem drehbar gelagerten Teil 10.2 der Werkzeugspanneinrichtung 10 drehfest verbunden bzw. geht in diesen über. An der Einrichtung 13 zur Linearverschiebung der Drehachse 11 ist eine Einrichtung 20 zur Erfassung und Anzeige des Wertes der Linearverschiebung der Drehachse 11 angeordnet.
  • 3 zeigt die Positionierung einer im drehbar gelagerten Teil 10.2 der Werkzeugspanneinrichtung 10 einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Rotationsfinishen gespannten Topfscheibe 12 gegenüber einem Werkstück 21 mit einer Werkstückoberfläche in Form einer Kugel. Das Werkstück 21 ist um eine Drehachse 22 drehbar in der Werkstückaufnahme einer CNC-Drehmaschine (nicht dargestellt) gespannt. Die Vorrichtung zum Rotationsfinishen ist in der Werkzeugaufnahme der CNC Drehmaschine angeordnet. Durch Bewegen der Werkzeugspanneinrichtung der CNC-Drehmaschine, Schwenken des Schwenkteiles 5.1 der Schwenkeinrichtung 5 und Linearverschieben der Drehachse 11 des drehbar gelagerten Teiles 10.2 der Werkzeugspanneinrichtung 10 wird die Drehachse 11, um die sich die Topfscheibe 12 dreht, werden die Drehachse 22 des Werkstückes 21 und die Drehachse 11, um die sich die Topfscheibe 12 dreht, so zueinander ausgerichtet, dass sie sich in einem vorbestimmten Punkt schneiden. Dadurch wird erreicht, dass beim Rotationsfinishen eine Werkstückoberfläche in Form einer Kugel ausgebildet wird. Pfeil 23 zeigt die Drehrichtung des Werkstückes 21 und Pfeil 24 die Drehrichtung der Topfscheibe 12. Pfeil 25 veranschaulicht die Schwenkrichtung der Topfscheibe 12 und Pfeil 26 die Richtung der Linearverschiebung der Drehachse 11 parallel zur Schwenkachse 6 der Schwenkeinrichtung 5.
  • 4 zeigt die Draufsicht auf die in 3 gezeigte Anordnung der Vorrichtung zum Rotationsfinishen einer Werkstückoberfläche in Form einer Kugel gegenüber einem Werkstück 21 mit einer Werkstückoberfläche in Form einer Kugel und 5 eine Seitenansicht der in 3 gezeigten Anordnung der Vorrichtung zum Rotationsfinishen einer Werkstückoberfläche in Form einer Kugel gegenüber einem Werkstück 21 mit einer Werkstückoberfläche in Form einer Kugel mit einem Teilschnitt der Schwenkeinrichtung 5.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    - Gestell
    2
    - Mittel zur Anordnung an einer Werkzeugaufnahme
    3
    - Drehachse
    4
    - Antriebswelle
    5
    - Schenkeinrichtung
    5.1
    - feststehender Teil der Schwenkeinrichtung 5
    5.2
    - Schwenkteil der Schwenkeinrichtung 5
    6
    - Schwenkachse
    7
    - Antriebswelle der Schwenkeinrichtung 5
    8
    - Drehachse
    9
    - Abtriebswelle der Schwenkeinrichtung 5
    10
    - Werkzeugspanneinrichtung
    10.1
    - feststehender Teil der Werkzeugspanneinrichtung 10
    10.2
    - drehbar gelagerter Teil der Werkzeugspanneinrichtung 10
    11
    - Drehachse
    12
    - Topfscheibe
    13
    - Einrichtung zur Linearverschiebung
    14
    - Linearführung
    14.1
    - Linearführungsteil
    14.2
    - Linearführungsteil
    15
    - Linearachse
    16
    - Gewindetrieb
    17
    - Kupplung
    18
    - Antriebswelle der Einrichtung 13 zur Linearverschiebung
    19
    - Abtriebswelle der Einrichtung 13 zur Linearverschiebung
    20
    - Einrichtung zur Erfassung und Anzeige des Wertes der Linearverschiebung
    21
    - Werkstück
    22
    - Drehachse
    23
    - Pfeil - Drehrichtung des Werkstückes 20
    24
    - Pfeil - Drehrichtung der Topfscheibe 12
    25
    - Pfeil - Schwenkrichtung der Schwenkeinrichtung 5
    26
    - Pfeil - Richtung der Linearverschiebung der Drehachse 11
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102004050482 A1 [0007]
    • EP 1878534 A1 [0008]

Claims (5)

  1. Vorrichtung zum Rotationsfinishen von Werkstückoberflächen, aufweisend • ein Gestell (1) mit Mitteln (2) zur Anordnung der Vorrichtung an einer Werkzeugaufnahme mit einer Antriebsschnittstelle einer CNC-Werkzeugmaschine sowie mit einer zur Antriebsschnittstelle der Werkzeugaufnahme kompatiblen um eine Drehachse (3) drehbaren Antriebswelle (4), • eine am Gestell (1) angeordnete mit der Antriebswelle (4) in rotierend kraftübertragender Wirkverbindung stehende Schwenkeinrichtung (5) mit einem am Gestell (1) fest angeordneten feststehenden Teil (5.1) mit einer drehbar angeordneten, mit der Antriebswelle (4) drehfest verbundenen Antriebswelle der Schwenkeinrichtung (5) und einem Schwenkteil (5.2) mit einer um eine Drehachse (8) drehbaren Abtriebswelle (9) der Schwenkeinrichtung (5), wobei das Schwenkteil (5.2) um eine orthogonal zur Drehachse (8) der Abtriebswelle (9) der Schwenkeinrichtung (5) ausgerichtete Schwenkachse (6) schwenkbar ist, • eine Werkzeugspanneinrichtung (10) mit einem feststehenden Teil (10.1) und einem im feststehenden Teil (10.1) um eine Drehachse (11) drehbar gelagerten Teil (10.2) zur Aufnahme eines vielschneidigen Finshwerkzeuges (12) in Form einer Topfscheibe, wobei der drehbar gelagerte Teil (10.2) in rotierend kraftübertragender Wirkverbindung mit der Abstriebswelle (9) der Schwenkeinrichtung (5) steht und • eine Einrichtung (13) zur Linearverschiebung der Drehachse (11) des drehbar gelagerten Teiles (10.2) der Werkzeugspanneinrichtung (10) entlang der Schwenkachse (6).
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (13) zur Linearverschiebung der Drehachse (11) des drehbar gelagerten Teiles (10.2) der Werkzeugspanneinrichtung (10), mindestend umfassend eine Linearführung (14) mit zwei in Richtung einer Linearachse (15) gegeneinander verschiebbaren Linearführungsteilen (14.1 , 14.2), einen Gewindetrieb (16) zum Gegeneinanderverschieben der Linearführungsteile (14.1, 14.2) und eine Kupplung (17) zur Übertragung einer Drehbewegung von einer Antriebswelle (18) der Einrichtung (13) zur Linearverschiebung der Drehachse (11) auf eine Abtriebswelle (19) der Einrichtung (13) zur Linearverschiebung der Drehachse (11) und zum parallelen Verschieben der Drehachse der Abtriebswelle (19) der Einrichtung (13) zur Linearverschiebung der Drehachse (11) gegen die Drehachse der Antriebswelle (18) der Einrichtung (13) zur Linearverschiebung der Drehachse (11), wobei ein Linearführungsteil (14.1) am Schwenkteil (5.2) der Schwenkeinrichtung (5) derart angeordnet ist, dass die Linearachse (15), entlang derer die Linearführungsteile (14.1, 14.2) gegeneinander verschiebbar sind, parallel zur Schwenkachse (6) der Schwenkeinrichtung (5) ausgerichtet ist und am anderen Linearführungsteil (14.2) der feststehende Teil (10.1) der Werkzeugspanneinrichtung (10) derart angeordnet ist, dass die Drehachse (11) des drehbar gelagerten Teiles (10.2) der Werkzeugspanneinrichtung (10) orthogonal zur Linearachse (15), entlang derer die Linearführungsteile (14.1, 14.2) gegeneinander verschiebbar sind, ausgerichtet ist, und wobei die Antriebswelle (18) der Einrichtung (13) zur Linearverschiebung der Drehachse (11) mit der Abtriebswelle (9) der Schwenkeinrichtung (5) am Schwenkteil (5.2) der Schwenkeinrichtung (5) und die Abtriebswelle (19) der Einrichtung (13) zur Linearverschiebung der Drehachse (11) mit dem drehbar gelagerten Teil (10.1) der Werkzeugspanneinrichtung (10) drehfest verbunden ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an die Einrichtung (13) zur Linearverschiebung der Drehachse (11) des drehbar gelagerten Teiles (10.2) der Werkzeugspanneinrichtung (10) entlang der Schwenkachse (6) der Schwenkeinrichtung (5) eine Einrichtung (20) zur Erfassung und Anzeige des Wertes der Linearverschiebung der Drehachse (11) des drehbar gelagerten Teiles (10.2) der Werkzeugspanneinrichtung (10) anordenbar ist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (20) zur Erfassung und Anzeige des Wertes der Linearverschiebung der Drehachse (11) des drehbar gelagerten Teiles (10.2) der Werkzeugspanneinrichtung (10) mit dem Gewindetrieb (16) derart wirkverbunden ist, dass der Wert der Linearverschiebung der Drehachse (11) des drehbar gelagerten Teiles (10.2) der Werkzeugspanneinrichtung (10) anhand der Drehstellung des Gewindetriebes (16) ermittelbar ist.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Einrichtung (10) zur Linearverschiebung der Drehachse (11) des drehbar gelagerten Teiles (10.2) der Werkzeugspanneinrichtung (10) und dem feststehenden Teil (10.1) der Werkzeugspanneinrichtung (10) ein oder mehrere Kraftsensoren zur Ermittlung der in Richtung der Drehachse (11) des drehbar gelagerten Teiles (10.2) der Werkzeugspanneinrichtung (10) wirkenden Andrückkraft des Finishwerkzeuges (12) gegen das Werkstück (21) angeordnet ist/sind.
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