DE102019123338B4 - Device and method for external machining of a workpiece - Google Patents
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- B24B41/067—Work supports, e.g. adjustable steadies radially supporting workpieces
Abstract
Vorrichtung zur spanenden Außenbearbeitung eines Werkstücks (4) mit geometrisch unbestimmter Schneide, mit einem 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, wobei das Rotationselement (3) eine zur Kontaktierung des Werkstücks (4) vorgesehene Kunststoffkappe (28) aufweist, wobei die Kunststoffkappe (28) auf einen mit Hilfe der Wälzlagerung (14) rotierbaren Metalltopf (13) aufgesetzt ist und wobei der Metalltopf (13) einen Kragen (26) aufweist, an welchem ein zur Kontaktierung des Werkstücks (4) vorgesehener Kragen (32) der Kunststoffkappe (28) anschlägt.Device for external machining of a workpiece (4) with a geometrically undefined cutting edge, with 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 rotating element (3) to be inserted into the workpiece (4) is mounted by means of a roller bearing (14), the rotating element (3) having a plastic cap (28) provided for contacting the workpiece (4), the Plastic cap (28) is placed on a metal pot (13) which can be rotated with the aid of the roller bearing (14), and the metal pot (13) has a collar (26) on which a collar (32) provided for contacting the workpiece (4) of the plastic cap (28) hits.
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 machining the outside of a workpiece with a geometrically undefined cutting edge. Furthermore, the invention relates to a device designed to carry out such a processing 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
Die
Die
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 undefined cutting edge that is further developed than 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 4. Im Folgenden im Zusammenhang mit dem Bearbeitungsverfahren erläuterte Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung gelten sinngemäß auch für die Bearbeitungsvorrichtung und umgekehrt.This object is achieved according to the invention by a device for external machining of a workpiece having the features of claim 1. The object is also achieved by a method according to claim 4 Processing device and vice versa.
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. Die Kunststoffkappe ist auf einen mit Hilfe der Wälzlagerung rotierbaren Metalltopf aufgesetzt. Der Metalltopf weist einen Kragen auf, an welchem ein zur Kontaktierung des Werkstücks vorgesehener Kragen der Kunststoffkappe anschlägt.The machining device comprises a shoe, i.e. a workpiece holder, which is designed to press a rotationally symmetrical workpiece against a driver, the shoe having a holding element on which a rotating element to be inserted into the workpiece is mounted by means of a roller bearing, and the rotating element has a has a plastic cap provided for contacting the workpiece. The plastic cap is placed on a metal pot that can be rotated with the help of the roller bearing. The metal pot has a collar against which a collar of the plastic cap provided for contacting the workpiece strikes.
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, wobei der Metalltopf einen Kragen aufweist, an welchem ein zur Kontaktierung des Werkstücks vorgesehener Kragen der Kunststoffkappe anschlägt,
- - 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 rotary element mounted on it with roller bearings, the rotary element having a metal pot and a plastic cap placed thereon, the metal pot having a collar against which a collar of the plastic cap provided for contacting the workpiece strikes,
- - 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 includes a driver designed as a rotating drive and a non-rotating tool with a geometrically undefined cutting edge,
- - inserting 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 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 using 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 rotating element without play. Due to the flexible and at the same time favorable friction properties of the material from which the plastic cap is made, the risk of tilting when the shoe and workpiece move into one another is minimized compared to solutions in which a completely metallic holder is inserted into a workpiece. At the same time, a particularly even distribution of contact pressure on the driver prevents parts from slipping or getting stuck during the machining process. In addition, due to the flat contact between the plastic cap and the workpiece, deformation of the workpiece during processing is ruled out as a matter of 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 rotating elements, which differ from one another either with regard to the dimensioning of both the metal pot and the plastic cap or only with regard to the dimensioning of the plastic cap, different types of workpieces, in particular roller bearing inner rings, can be finish-machined on one and the same machine with minimal changeover effort.
Erfindungsgemäß weist der 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.According to the invention, the metal pot has a collar against which a collar of the plastic cap provided for contacting the workpiece strikes. An axial force can be transmitted to a ring-shaped workpiece over a large area 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, which is integrated into the shoe, is, for example, a multi-row ball bearing, in particular an arrangement of four grooved ball bearings. Due to the large number of individual bearings, a particularly smooth running of the rotating element is achieved during processing. The rotating element, which includes the plastic cap, adapts almost or completely to the speed of the driver during the machining process. This is equivalent to the fact that during the machining, in particular the honing, there is no or almost no sliding movement between the rotating element and the workpiece.
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 sectional perspective view of a shoe provided for holding a rotatable workpiece, -
2 Partial schematic view of the processing of a workpiece held with the help of the shoe, -
3 a metal cup of the shoe in a sectional view, -
4 the metal pot in a perspective view, -
5 a plastic cap of the shoe in a sectional view, -
6 the plastic cap in a perspective view.
Die
Komponenten des Schuhs 1 sind ein Halteelement 2 und ein auf dem Halteelement 2 gelagertes Rotationselement 3. Das Rotationselement 3 wird zur Bearbeitung des ringförmigen Werkstücks 4 in dieses eingefahren, wobei das Werkstück 4 gegen einen Treiber 7 gedrückt wird. Die Rotationsachse des Treiber 7 ist mit der mit M bezeichneten Mittelachse des Rotationselementes 3 und damit des gesamten Schuhs 1 identisch. Durch das Halteelement 2 sind ein Anbindungsabschnitt 10, welcher in eine nicht dargestellte Aufnahme einzusetzen ist, ein an den Anbindungsabschnitt 10 anschließender Scheibenabschnitt 11, sowie ein an den Scheibenabschnitt 11 anschließender Lagerungsabschnitt 12 gebildet. Das Rotationselement 3 ist mit Hilfe einer insgesamt mit 14 bezeichneten Wälzlagerung auf dem Lagerungsabschnitt 12, welcher von allen Abschnitten 10, 11, 12 den geringsten Durchmesser hat, gelagert.Components of the shoe 1 are a holding element 2 and a rotating element 3 mounted on the holding element 2 . The rotating element 3 is moved into the ring-
Das Rotationselement 3 ist zusammengesetzt aus einem Metalltopf 13 und einer auf den Metalltopf 13 aufgesetzten Kunststoffkappe 28. Die Wälzlagerung 14, welche den Metalltopf 13 auf dem Lagerungsabschnitt 12 lagert, umfasst vier Kugellager 15, 16, 17, 18, deren Innenring jeweils mit 19 und deren Außenring jeweils mit 20 bezeichnet ist. Zwischen den insgesamt acht Lagerringen 19, 20 rollen vier Reihen an Kugeln 21 als Wälzkörper ab. Bei der Wälzlagerung 14 handelt es sich damit insgesamt um eine vierreihige Lagerung.The rotary element 3 is composed of a
Der Metalltopf 13 weist zentrisch in seinem mit 24 bezeichneten Boden eine Bohrung 23 auf, in welcher der Kopf einer Schraube 22 angeordnet ist, die in den Lagerungsabschnitt 12 eingeschraubt ist. Im bestimmungsgemäßen Betrieb des Schuhs 1 ist zwischen dem Kopf der Schraube 22 und der Wandung der Bohrung 23 ein Spalt gebildet, so dass sich das gesamte Rotationselement 3 einschließlich des Metalltopfes 13 frei drehen kann. Die Schraube 22 hat die Funktion eines Sicherungselementes, welches beispielsweise beim Herausziehen des Rotationselementes 3 aus dem Werkstück 4 ein Abziehen von Komponenten der Wälzlagerung 14 vom Lagerungsabschnitt 12 oder eine Überlastung von Komponenten der Wälzlagerung 14 verhindert.The
An den Boden 24 des Metalltopfes 13 schließt ein zylindrischer Abschnitt 25 an, wobei zwischen dem Boden 24 und dem zylindrischen Abschnitt 25 an der Außenumfangsfläche des Metalltopfes 13 eine Fase 33 gebildet ist. An der offenen, dem Boden 24 gegenüberliegenden Stirnseite des Metalltopfes 13 weist dieser einen radial nach außen gerichteten Kragen 26, das heißt Flansch, auf. Zwischen einer mit 27 bezeichneten Stirnfläche des Scheibenabschnitts 11 und dem Kragen 26 ist beim bestimmungsgemäßen Betrieb des Schuhs 1 ein Spalt gebildet. Der Außendurchmesser des Kragens 26 stimmt im Ausführungsbeispiel mit dem Außendurchmesser des Scheibenabschnitts 11 überein. Die Wandstärke des zylindrischen Abschnitts 25 ist in
Die auf den Metalltopf 13 aufgesetzte Kunststoffkappe 28 ist im Detail in den
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Schuhshoe
- 22
- Halteelementholding element
- 33
- Rotationselementrotation element
- 44
- Werkstück, Außenringworkpiece, outer ring
- 55
- Laufbahncareer
- 66
- Bordboard
- 77
- Treiberdriver
- 88th
- WerkzeugTool
- 99
- Honsteinhoning stone
- 1010
- Anbindungsabschnittconnection section
- 1111
- Scheibenabschnittslice section
- 1212
- Lagerungsabschnittstorage section
- 1313
- Metalltopfmetal pot
- 1414
- Wälzlageranordnungroller bearing arrangement
- 1515
- Kugellagerball-bearing
- 1616
- Kugellagerball-bearing
- 1717
- Kugellagerball-bearing
- 1818
- Kugellagerball-bearing
- 1919
- Innenringinner ring
- 2020
- Außenringouter ring
- 2121
- KugelBullet
- 2222
- Schraubescrew
- 2323
- Bohrungdrilling
- 2424
- Boden des Metalltopfesbottom of the metal pot
- 2525
- zylindrischer Abschnitt des Metalltopfescylindrical section of the metal pot
- 2626
- Kragen des MetalltopfesCollar of the metal pot
- 2727
- Stirnfläche des Scheibenabschnittsface of the disc section
- 2828
- Kunststoffkappeplastic cap
- 2929
- Boden der Kunststoffkappebottom of the plastic cap
- 3030
- 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 Metalltopfeschamfer of the metal pot
- 3434
- Anschlagfläche stop surface
- MM
- Mittelachsecentral axis
- WMWM
- Wandstärke des MetalltopfesWall thickness of the metal pot
- WKWK
- Wandstärke der KunststoffkappeWall thickness of the plastic cap
Claims (5)
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