DE102019123338A1 - Device and method for external machining of a workpiece - Google Patents
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Abstract
Eine Vorrichtung zur spanenden Außenbearbeitung eines Werkstücks (4) mit geometrisch unbestimmter Schneide umfasst einen Schuh (1), der dazu ausgebildet ist, ein rotationssymmetrisches Werkstück (4) gegen einen Treiber (7) zu pressen, wobei der Schuh (1) ein Halteelement (2) aufweist, auf welchem ein in das Werkstück (4) einzusteckendes Rotationselement (3) mittels einer Wälzlagerung (14) gelagert ist, und wobei das Rotationselement (3) eine zur Kontaktierung des Werkstücks (4) vorgesehene Kunststoffkappe (28) aufweist.A device for external machining of a workpiece (4) with a geometrically undefined cutting edge comprises a shoe (1) which is designed to press a rotationally symmetrical workpiece (4) against a driver (7), the shoe (1) having a holding element ( 2) on which a rotary element (3) to be inserted into the workpiece (4) is mounted by means of a roller bearing (14), and wherein the rotary element (3) has a plastic cap (28) provided for contacting the workpiece (4).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zu spanenden Außenbearbeitung eines Werkstücks mit geometrisch unbestimmter Schneide. Ferner betrifft die Erfindung eine zur Durchführung eines solchen Bearbeitungsverfahrens ausgebildete Vorrichtung.The invention relates to a method for external machining of a workpiece with a geometrically undefined cutting edge. The invention also relates to a device designed to carry out such a machining method.
Aus der
Eine weitere Vorrichtung zur mechanischen Finishbearbeitung von Flächen an rotationssymmetrischen Werkstücken ist in der
Das Bearbeiten einer Innenoberfläche mit Hilfe eines Honwerkzeugs ist in der
Die
Eine komplette Fertigungsstraße zur Herstellung von Lagerkomponenten ist in der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gegenüber dem genannten Stand der Technik weiterentwickelte, besonders prozesssichere Außenbearbeitung eines Werkstücks mit geometrisch unbestimmter Schneide anzugeben.The invention is based on the object of specifying a particularly reliable external machining of a workpiece with a geometrically indeterminate cutting edge which has been further developed compared to the prior art mentioned.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung zur spanenden Außenbearbeitung eines Werkstücks mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Ebenso wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 6. Im Folgenden im Zusammenhang mit dem Bearbeitungsverfahren erläuterte Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung gelten sinngemäß auch für die Bearbeitungsvorrichtung und umgekehrt.According to the invention, this object is achieved by a device for external machining of a workpiece with the features of claim 1. The object is also achieved by a method according to
Die Bearbeitungsvorrichtung umfasst einen Schuh, das heißt Werkstückhalter, der dazu ausgebildet ist, ein rotationssymmetrisches Werkstück gegen einen Treiber zu pressen, wobei der Schuh ein Halteelement aufweist, auf welchem ein in das Werkstück einzusteckendes Rotationselement mittels einer Wälzlagerung gelagert ist, und wobei das Rotationselement eine zur Kontaktierung des Werkstücks vorgesehene Kunststoffkappe aufweist.The processing device comprises a shoe, that is to say a workpiece holder, which is designed to press a rotationally symmetrical workpiece against a driver, the shoe having a holding element on which a rotary element to be inserted into the workpiece is mounted by means of a roller bearing, and the rotary element has a has provided for contacting the workpiece plastic cap.
Mit Hilfe des Schuhs wird das Werkstück, insbesondere ein Wälzlagerring, während der Schleif- oder Honbearbeitung gehalten. Allgemein umfasst das Schleif- oder Honverfahren folgende Schritte:
- - Bereitstellung eines Schuhs, welcher ein Halteelement sowie ein hierauf wälzgelagertes Rotationselement umfasst, wobei das Rotationselement einen Metalltopf und eine darauf aufgesetzte Kunststoffkappe aufweist,
- - Bereitstellung eines zu bearbeitenden Werkstücks, insbesondere Wälzlagerrings, welches eine Bohrung mit einem auf den Außendurchmesser der Kunststoffkappe abgestimmten Durchmesser aufweist,
- - Bereitstellung einer Bearbeitungsmaschine, welche einen als rotierenden Antrieb ausgebildeten Treiber sowie ein nicht rotierendes Werkzeug mit geometrisch unbestimmter Schneide umfasst,
- - Einsetzen des Schuhs in die Bohrung des Werkstücks derart, dass das Werkstück auf dem Schuh gehalten und zugleich gegen den Treiber gedrückt wird,
- - Spanende Bearbeitung einer Außenumfangsfläche des rotierenden Werkstücks mit dem nicht rotierenden Werkzeug.
- - Provision of a shoe which comprises a holding element and a rotating element mounted on roller bearings, the rotating element having a metal pot and a plastic cap placed thereon,
- - Provision of a workpiece to be machined, in particular a roller bearing ring, which has a bore with a diameter matched to the outer diameter of the plastic cap,
- - Provision of a processing machine which comprises a driver designed as a rotating drive and a non-rotating tool with a geometrically undefined cutting edge,
- - Insertion of the shoe into the bore of the workpiece in such a way that the workpiece is held on the shoe and at the same time pressed against the driver,
- - Machining of an outer peripheral surface of the rotating workpiece with the non-rotating tool.
Insbesondere erfolgt die spanende Bearbeitung kraftgesteuert mit Hilfe eines Honsteins als Werkzeug.In particular, the machining is force-controlled with the help of a honing stone as a tool.
Die Kunststoffkappe ist vorzugsweise derart gestaltet, dass das Werkstück spielfrei auf dem Rotationselement gehalten wird. Durch die nachgiebigen und zugleich reibungstechnisch günstigen Eigenschaften des Werkstoffs, aus dem die Kunststoffkappe gefertigt ist, ist im Vergleich zu Lösungen, bei welchen ein komplett metallischer Halter in ein Werkstück eingesetzt wird, das Risiko eines Verkantens beim Ineinanderfahren von Schuh und Werkstück minimiert. Zugleich verhindert eine besonders gleichmäßige Anpressdruckverteilung am Treiber ein Durchrutschen oder Stehenbleiben von Teilen beim Bearbeitungsvorgang. Zudem ist durch die flächige Anlage der Kunststoffkappe am Werkstück eine Verformung des Werkstücks bei der Bearbeitung prinzipbedingt ausgeschlossen.The plastic cap is preferably designed in such a way that the workpiece is held on the rotary element without play. Compared to solutions in which a completely metallic holder is inserted into a workpiece, the risk of jamming when the shoe and workpiece slide into one another is minimized due to the flexible and at the same time favorable properties of the material from which the plastic cap is made. At the same time, a particularly even distribution of contact pressure on the driver prevents parts from slipping or stopping during the machining process. In addition, due to the flat contact of the plastic cap on the workpiece, a Deformation of the workpiece during processing is excluded due to the principle.
Durch die Bereitstellung mehrerer verschiedener Rotationselemente, welche sich entweder hinsichtlich der Dimensionierung sowohl des Metalltopfes als auch der Kunststoffkappe oder ausschließlich hinsichtlich der Dimensionierung der Kunststoffkappe voneinander unterscheiden, können unterschiedliche Typen an Werkstücken, insbesondere Wälzlagerinnenringen, mit minimalem Umrüstaufwand auf ein und derselben Bearbeitungsmaschine fertigbearbeitet werden.By providing several different rotary elements, which differ from one another either in terms of the dimensions of both the metal pot and the plastic cap or exclusively in terms of the dimensions of the plastic cap, different types of workpieces, in particular roller bearing inner rings, can be finished on one and the same processing machine with minimal retooling.
In vorteilhafter Ausgestaltung des Schuhs weist dessen Metalltopf einen Kragen auf, an welchem ein zur Kontaktierung des Werkstücks vorgesehener Kragen der Kunststoffkappe anschlägt. Über den Kragen des Metalltopfes und den Kragen der Kunststoffkappe ist großflächig eine Axialkraft auf ein ringförmiges Werkstück übertragbar.In an advantageous embodiment of the shoe, its metal pot has a collar on which a collar of the plastic cap provided for contacting the workpiece abuts. An axial force can be transmitted over a large area to an annular workpiece via the collar of the metal pot and the collar of the plastic cap.
Bei der Wälzlagerung, welche in den Schuh integriert ist, handelt es sich beispielsweise um eine mehrreihige Kugellagerung, insbesondere um eine Anordnung aus vier Rillenkugellagern. Durch die Mehrzahl an einzelnen Lagern wird ein besonders gleichmäßiger Lauf des Rotationselementes bei der Bearbeitung erreicht. Das Rotationselement, welches die Kunststoffkappe umfasst, passt sich während des Bearbeitungsvorgangs der Drehzahl des Treibers nahezu oder vollständig an. Diese ist gleichbedeutend damit, dass während der Bearbeitung, insbesondere des Honens, keine oder nahezu keine Gleitbewegung zwischen dem Rotationselement und dem Werkstück gegeben ist.The roller bearing that is integrated into the shoe is, for example, a multi-row ball bearing, in particular an arrangement of four deep groove ball bearings. The plurality of individual bearings ensures that the rotary element runs particularly smoothly during machining. The rotary element, which comprises the plastic cap, adapts almost or completely to the speed of the driver during the machining process. This is synonymous with the fact that there is no or almost no sliding movement between the rotary element and the workpiece during machining, in particular honing.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen:
-
1 einen zur Halterung eines rotierbaren Werkstücks vorgesehenen Schuh in geschnittener perspektivischer Ansicht, -
2 ausschnittsweise in schematischer Ansicht die Bearbeitung eines mit Hilfe des Schuhs gehaltenen Werkstücks, -
3 einen Metalltopf des Schuhs in einer Schnittdarstellung, -
4 den Metalltopf in perspektivischer Ansicht, -
5 eine Kunststoffkappe des Schuhs in einer Schnittdarstellung, -
6 die Kunststoffkappe in perspektivischer Ansicht.
-
1 a shoe provided for holding a rotatable workpiece in a cut perspective view, -
2 a partial schematic view of the machining of a workpiece held with the aid of the shoe, -
3rd a metal pot of the shoe in a sectional view, -
4th the metal pot in perspective view, -
5 a plastic cap of the shoe in a sectional view, -
6th the plastic cap in perspective view.
Die
Komponenten des Schuhs
Das Rotationselement
Der Metalltopf
An den Boden
Die auf den Metalltopf
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- Schuhshoe
- 22
- HalteelementRetaining element
- 33
- RotationselementRotation element
- 44th
- Werkstück, AußenringWorkpiece, outer ring
- 55
- Laufbahncareer
- 66th
- BordBoard
- 77th
- Treiberdriver
- 88th
- WerkzeugTool
- 99
- HonsteinHoning stone
- 1010
- AnbindungsabschnittConnection section
- 1111
- ScheibenabschnittDisc section
- 1212th
- LagerungsabschnittStorage section
- 1313th
- MetalltopfMetal pot
- 1414th
- WälzlageranordnungRoller bearing arrangement
- 1515th
- Kugellagerball-bearing
- 1616
- Kugellagerball-bearing
- 1717th
- Kugellagerball-bearing
- 1818th
- Kugellagerball-bearing
- 1919th
- InnenringInner ring
- 2020th
- AußenringOuter ring
- 2121
- KugelBullet
- 2222nd
- Schraubescrew
- 2323
- Bohrungdrilling
- 2424
- Boden des MetalltopfesBottom of the metal pot
- 2525th
- zylindrischer Abschnitt des Metalltopfescylindrical section of the metal pot
- 2626th
- Kragen des MetalltopfesCollar of the metal pot
- 2727
- Stirnfläche des ScheibenabschnittsEnd face of the disc section
- 2828
- KunststoffkappePlastic cap
- 2929
- Boden der KunststoffkappeBottom of the plastic cap
- 3030th
- zylindrischer Abschnitt der Kunststoffkappecylindrical section of the plastic cap
- 3131
- Fase der KunststoffkappeChamfer of the plastic cap
- 3232
- Kragen der KunststoffkappeCollar of the plastic cap
- 3333
- Fase des MetalltopfesBevel of the metal pot
- 3434
- Anschlagfläche Stop surface
- MM.
- MittelachseCentral axis
- WM W M
- Wandstärke des MetalltopfesWall thickness of the metal pot
- WK W K
- Wandstärke der KunststoffkappeWall thickness of the plastic cap
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |