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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Rotationsfinishen von Werkstückoberflächen, angeordnet an einer eine Antriebsschnittstelle aufweisenden Werkzeugaufnahme einer CNC-Werkzeugmaschine. 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.
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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.
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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.
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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.
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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 Kugelsegmentes 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.
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Zum Rotationsfinishen sind aus dem Stand der Technik Finishmaschinen bekannt, die die vorbeschriebenen Werkstück- und Werkzeugbewegungen realisieren. So wird in der
DE 10 2007 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.
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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 Finishmaschine liegt die konkave oder konvexe Krümmung der bearbeitbaren Werkstückoberfläche lediglich im Bereich weniger µm bis weniger mm.
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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 75 mm, bekannt (Firmenveröffentlichung im Internet - 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.
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Aus der US 2015 / 0 024 663 A1 ist ein Komponentenherstellungsverfahren bekannt, bei welchem bewirkt wird, dass ein Halteelement ein Werkstück derart hält, dass sich ein sphärisches Zentrum einer bearbeiteten Oberfläche des Werkstücks auf einem Halteelement befindet. Weiterhin offenbart ist das Drehen des Werkstücks durch Drehen des Halteelements und Polieren des Werkstücks durch Bewegen des Stützelements, um das Werkstück auf einem Polierwerkzeug zu bewegen, wobei sich das sphärische Zentrum der bearbeiteten Oberfläche in einem kugelförmigen Zentrum einer Bearbeitungsoberfläche des Polierwerkzeugs befindet.
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Die durch die US 2015 / 0 024 663 A1 offenbarte Lösung betrifft eine Polierkinematik (Läppkinematik) zur Bearbeitung von optischen Linsen. Dabei erfolgt eine Rotation des Werkzeugs um eine erste Achse und eine Rotation des Werkstücks um eine zweite Achse sowie eine Oszillation des Werkstücks um den Kalottenmittelpunkt des Werkzeugs. Diese Rotationsfinishbearbeitung ist für ein Rotationsfinishen einer Werkstückoberfläche in Form einer Kugel nicht geeignet.
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Eine gleiche Polierkinematik, wie bereits aus der US 2015 / 0 024 663 A1 bekannt, ist in der
EP 1 033 203 A2 beschrieben. Ein Unterschied zwischen beiden Lösungen besteht darin, dass in der
EP 1 033 203 A2 eine elastisch und federnd gelagerte Werkzeugaufnahme vorgesehen ist, während in der D2 eine elastisch und federnd gelagerte Werkstückaufnahme beschrieben wird. Ziel der elastischen und federnden Lagerung ist es, ein flächiges Anliegen des Werkzeuges an der Werkstückoberfläche zu erreichen. Dies geht jedoch zu Lasten der erreichbaren Formgenauigkeit. Für ein Rotationsfinishen einer Werkstückoberfläche in Form einer Kugel ist diese Vorrichtung nicht geeignet.
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Die
DE 10 2007 024 760 A1 offenbart eine Vorrichtung zur Rotationsfinishbearbeitung von Wälzlagerringen, wobei ein exakte orthogonale Ausrichtung der Rotationsachse des Werkzeuges zur Rotationsachse des Werkstückes erfolgt. Um dies zu gewährleisten, ist eine integrierte Anordnung einer Kraftsensorik vorgesehen. Für ein Rotationsfinishen einer Werkstückoberfläche in Form einer Kugel ist diese Vorrichtung nicht geeignet.
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In der
US 3 276 329 A wird eine Vorrichtung mit einer neigenden Bohr- und Fräsachse beschrieben, welche beispielsweise in ein rotationssymmetrisches Werkstück Bohrungen in einem variablen Winkel zur Rotationsachse X setzen kann. Eine orthogonale Verschiebung in Y-Richtung wird beschrieben. Die Rotationsachse des Werkzeuges und des Werkstücks können zueinander ausgerichtet werden. Jedoch ist auch diese Lösung nicht für ein Rotationsfinishen einer Werkstückoberfläche in Form einer Kugel geeignet.
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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.
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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.
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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.
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Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Rotationsfinishen von Werkstückoberflächen, insbesondere in Form einer Kugel oder eines Kugelsegmentes, angeordnet an einer eine Antriebsschnittstelle aufweisenden Werkzeugaufnahme einer CNC-Werkzeugmaschine, umfasst
- • ein Gestell mit Mitteln zur Anordnung der Vorrichtung an der Werkzeugaufnahme sowie mit einer zur Antriebsschnittstelle der Werkzeugaufnahme kompatiblen, um eine erste 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 zweite Drehachse drehbaren Abtriebswelle der Schwenkeinrichtung, wobei das Schwenkteil um eine orthogonal zur zweiten Drehachse der Abtriebswelle der Schwenkeinrichtung ausgerichteten Schwenkachse schwenkbar ist,
- • eine Werkzeugspanneinrichtung mit einem feststehenden Teil und einem im feststehenden Teil um eine dritte 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 wobei die dritte Drehachse (11) derart zu einer vierten Drehachse (22) eines Werkstücks (21) ausgerichtet ist, dass sich ihre Achsen schneiden und
- • eine Einrichtung zur Linearverschiebung der dritten Drehachse des drehbar gelagerten Teiles der Werkzeugspanneinrichtung entlang der Schwenkachse.
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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 dritte Drehachse des vielschneidigen Finshwerkzeuges in Form einer Topfscheibe so zu der vierten 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.
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Bevorzugt ist die Einrichtung zur Linearverschiebung der dritten Drehachse des drehbar gelagerten Teiles der Werkzeugspanneinrichtung als Linearführung mit einem ersten und einem zweiten in Richtung einer Linearachse gegeneinander verschiebbaren Linearführungsteil ausgebildet, wobei das erste und das zweite Linearführungsteil mittels eines Gewindetriebes gegeneinander verschiebbar sind. Die Einrichtung zur Linearverschiebung der dritten Drehachse des drehbar gelagerten Teiles der Werkzeugspanneinrichtung weist eine Kupplung zur Übertragung einer Drehbewegung von einer Antriebswelle der Einrichtung zur Linearverschiebung der dritten Drehachse auf eine Abtriebswelle der Einrichtung zur Linearverschiebung der dritten Drehachse und zum parallelen Verschieben der dritten Drehachse der Abtriebswelle der Einrichtung zur Linearverschiebung der dritten Drehachse gegen die Drehachse der Antriebswelle der Einrichtung zur Linearverschiebung der dritten Drehachse auf. Das erste Linearführungsteil ist derart am Schwenkteil der Schwenkeinrichtung angeordnet, dass die Linearachse, entlang derer das erste und das zweite Linearführungsteil gegeneinander verschiebbar sind, parallel zur Schwenkachse der Schwenkeinrichtung ausgerichtet ist. Am zweiten Linearführungsteil ist der feststehende Teil der Werkzeugspanneinrichtung derart angeordnet, dass die dritte Drehachse des drehbar gelagerten Teiles der Werkzeugspanneinrichtung orthogonal zur Linearachse, entlang derer das erste und das zweite Linearführungsteil 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.
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Weiterhin bevorzugt kann an der Einrichtung zur Linearverschiebung der dritten Drehachse des drehbar gelagerten Teiles der Werkzeugspanneinrichtung entlang der Schwenkachse der Schwenkeinrichtung eine Einrichtung zur Erfassung und Anzeige des Wertes der Linearverschiebung der dritten Drehachse des drehbar gelagerten Teiles der Werkzeugspanneinrichtung angeordnet sein. Dabei kann die Einrichtung zur Erfassung und Anzeige des Wertes der Linearverschiebung der dritten Drehachse des drehbar gelagerten Teiles der Werkzeugspanneinrichtung mit dem Gewindetrieb so wirkverbunden sein, dass der Wert der Linearverschiebung der dritten Drehachse des drehbar gelagerten Teiles der Werkzeugspanneinrichtung anhand der Drehstellung des Gewindetriebes ermittelbar ist.
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Es kann zweckmäßig sein, wenn zwischen der Einrichtung zur Linearverschiebung der dritten Drehachse der Werkzeugspanneinrichtung und der Werkzeugspanneinrichtung ein oder mehrere Kraftsensoren zur Ermittlung der in Richtung der dritten 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.
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Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden.
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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.
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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 an 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.
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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 erste 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 zweite Drehachse 8 drehbar eine Abtriebswelle 9 angeordnet, wobei die zweite 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 eine fünfte Drehachse des zweiten Kegelrades der ersten Gruppe in einem Winkel von 90° zur ersten Drehachse der Antriebswelle 7 der Schwenkeinrichtung 5 steht. Das zweite Kegelrad der ersten Gruppe ist drehfest drehbar um die gleiche fünfte Drehachse mit einem Stirnrad verbunden, welches im Eingriff mit einen zweiten Stirnrad steht, das wiederum drehfest und um eine gleiche sechste Drehachse drehbar mit einem ersten Kegelrad der zweiten Gruppe verbunden ist. Die beiden Drehachsen der Stirnräder, d.h. die fünfte und sechste Drehachse, 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 dritte Drehachse 11 drehbar gelagerten Teil 10.2 zur Aufnahme einer Topfscheibe 12 sowie eine Einrichtung 13 zur Linearverschiebung der dritten 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.
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Die Einrichtung 13 zur Linearverschiebung der dritten Drehachse 11 des drehbar gelagerten Teiles 10.2 der Werkzeugspanneinrichtung 10 umfasst, wie in 2 gezeigt, eine Linearführung 14, bestehend aus einem ersten und einem zweiten in Richtung einer Linearachse 15 gegeneinander verschiebbaren Linearführungsteil 14.1 und 14.2, einem Gewindetrieb 16 zum Gegeneinanderverschieben des ersten und einem zweiten Linearführungsteiles 14.1 und 14.2 und einer Kupplung 17. Die Kupplung 17 dient der Übertragung einer Drehbewegung von einer Antriebswelle 18 der Einrichtung 13 zur Linearverschiebung der dritten Drehachse 11 auf eine Abtriebswelle 19 der Einrichtung 13 zur Linearverschiebung der dritten Drehachse 11 und zum parallelen Verschieben der dritten Drehachse der Abtriebswelle 19, die im gezeigten Beispiel mit der dritten Drehachse 11 des drehbar gelagerten Teiles 10.2 der Werkzeugspanneinrichtung 10 zusammenfällt, der Einrichtung 13 zur Linearverschiebung der dritten Drehachse 11 gegen die Drehachse der Antriebswelle 18 der Einrichtung 13 zur Linearverschiebung der dritten Drehachse 11. Das erste 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 dritten Drehachsen 11 des drehbar gelagerten Teiles 10.2 der Werkzeugspanneinrichtung 10 orthogonal zur Linearachse 15, entlang derer das erste und das zweite Linearführungsteil 14.1 und 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 dritten Drehachse 11 ist eine Einrichtung 20 zur Erfassung und Anzeige des Wertes der Linearverschiebung der dritten Drehachse 11 angeordnet.
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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 vierte 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 dritten Drehachse 11 des drehbar gelagerten Teiles 10.2 der Werkzeugspanneinrichtung 10 wird die dritte Drehachse 11, um die sich die Topfscheibe 12 dreht, werden die vierte Drehachse 22 des Werkstückes 21 und die dritte 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 dritten Drehachse 11 parallel zur Schwenkachse 6 der Schwenkeinrichtung 5.
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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.
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Bezugszeichenliste
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- 1 -
- Gestell
- 2 -
- Mittel zur Anordnung an einer Werkzeugaufnahme
- 3 -
- erste Drehachse
- 4 -
- Antriebswelle
- 5 -
- Schwenkeinrichtung
- 5.1 -
- feststehender Teil der Schwenkeinrichtung 5
- 5.2 -
- Schwenkteil der Schwenkeinrichtung 5
- 6 -
- Schwenkachse
- 7 -
- Antriebswelle der Schwenkeinrichtung 5
- 8 -
- zweite Drehachse
- 9 -
- Abtriebswelle der Schwenkeinrichtung 5
- 10 -
- Werkzeugspanneinrichtung
- 10.1 -
- feststehender Teil der Werkzeugspanneinrichtung 10
- 10.2 -
- drehbar gelagerter Teil der Werkzeugspanneinrichtung 10
- 11 -
- dritte Drehachse
- 12 -
- Topfscheibe, vielschneidiges Finishwerkzeug
- 13 -
- Einrichtung zur Linearverschiebung
- 14 -
- Linearführung
- 14.1 -
- erstes Linearführungsteil
- 14.2 -
- zweites 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 -
- vierte 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
