DE102020120617A1 - Process and device for cylindrical grinding - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Rundschleifen von zylindrischen Werkstücken auf einer Schleifmaschine, bei dem die Rotationsachsen einer Schleifscheibe und des Werkstücks parallel zueinander ausgerichtet sind und die Schleifscheibe während des Schleifens relativ zum Werkstück in längsaxialer Richtung des Werkstücks bewegt wird. Erfindungsgemäß folgt der ersten Schleifscheibe eine zweite Schleifscheibe in stets gleichbleibendem Abstand, wobei der Abstand durch die Breite der ersten Schleifscheibe und die übrigen Schleifparameter wie die Rotationsgeschwindigkeiten der ersten Schleifscheibe sowie des Werkstückes und den Vorschub in längsaxialer Richtung so bestimmt wird, dass die zweite Schleifscheibe die wendelförmigen Fehlerlinien schleifend bearbeitet, welche die erste Schleifscheibe beim Schleifen erzeugt hat. Den Abstand der ersten zur zweiten Schleifscheibe stellt eine Regelvorrichtung ein.

Figure DE102020120617A1_0000
The invention relates to a method for cylindrical grinding of cylindrical workpieces on a grinding machine, in which the axes of rotation of a grinding wheel and the workpiece are aligned parallel to one another and the grinding wheel is moved during grinding relative to the workpiece in the longitudinal axial direction of the workpiece. According to the invention, the first grinding wheel is followed by a second grinding wheel at an always constant distance, the distance being determined by the width of the first grinding wheel and the other grinding parameters such as the rotational speeds of the first grinding wheel and the workpiece and the feed in the longitudinal axial direction in such a way that the second grinding wheel helical error lines, which the first grinding wheel produced during grinding. A control device sets the distance between the first and second grinding wheel.
Figure DE102020120617A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Rundschleifen von zylindrischen Werkstücken auf einer Schleifmaschine, bei dem die Rotationsachsen einer Schleifscheibe und des Werkstücks parallel zueinander ausgerichtet sind und die Schleifscheibe während des Schleifens relativ zum Werkstück in längsaxialer Richtung des Werkstücks bewegt wird.The invention relates to a method for cylindrical grinding of cylindrical workpieces on a grinding machine, in which the axes of rotation of a grinding wheel and the workpiece are aligned parallel to one another and the grinding wheel is moved during grinding relative to the workpiece in the longitudinal axial direction of the workpiece.

Das Schleifen eignet sich zur Fertigung von Teilen mit eng tolerierten Maßen, die durch Drehen oder Fräsen nicht herstellbar sind. Die Vorzüge des Schleifens sind insbesondere eine gute Bearbeitbarkeit harter Werkstoffe, eine hohe Maß- und Formgenauigkeit sowie kleine Welligkeiten und Rauheiten. Die rotierenden Schleifscheiben besitzen Schleifkörner, deren Lagen in der Schleifscheibe je Korn unbestimmt ist, so dass das Schleifen als Spanen mit geometrisch unbestimmten Schneiden bezeichnet wird. Beim Außen-Rund-Längsschleifen wird über den Längsvorschub eines Werkstückschlittens das Werkstück an der Schleifscheibe entlanggeführt. Eine weitere Variante stellt das sog. spitzenlose Rundschleifen dar, bei dem die runden, zylindrischen Werkstücke bei der Bearbeitung mit einer Schleifscheibe durch eine Regelscheibe an die Schleifscheibe angedrückt werden.Grinding is suitable for manufacturing parts with tightly toleranced dimensions that cannot be produced by turning or milling. The advantages of grinding are, in particular, good machinability of hard materials, high dimensional and shape accuracy as well as small waviness and roughness. The rotating grinding wheels have grinding grains whose position in the grinding wheel is undefined for each grain, so that grinding is referred to as cutting with geometrically undefined cutting edges. With external cylindrical longitudinal grinding, the workpiece is guided along the grinding wheel via the longitudinal feed of a workpiece slide. Another variant is the so-called centerless cylindrical grinding, in which the round, cylindrical workpieces are pressed against the grinding wheel by a regulating wheel when being processed with a grinding wheel.

Gleichgültig welches Außen-Rundschleifverfahren gewählt wird, hinterlassen beim Längsschleifen die verwendeten Schleifscheiben häufig eine vom Vorschub abhängige wendelförmige Fehlerlinie auf dem Werkstück.Regardless of which external cylindrical grinding method is selected, the grinding wheels used for longitudinal grinding often leave a helical error line on the workpiece, which depends on the feed.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren und eine Schleifvorrichtung anzugeben, womit derartige Oberflächenfehler an der Werkstückoberfläche beseitigt oder zumindest zu geringen Rauigkeitstiefen minimiert wird.It is the object of the present invention to specify a method and a grinding device with which such surface defects on the workpiece surface are eliminated or at least minimized to small roughness depths.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst, dass dadurch gekennzeichnet ist, dass eine zweite Schleifscheibe der ersten Schleifscheibe in stets gleichbleibendem Abstand folgt, wobei der Abstand durch die Breite der ersten Schleifscheibe und die übrigen Schleifparameter wie die Rotationsgeschwindigkeiten der ersten Schleifscheibe sowie des Werkstückes und den Vorschub in längsaxialer Richtung so bestimmt wird, dass die zweite Schleifscheibe die wendelförmigen Fehlerlinien schleifend bearbeitet, welche die erste Schleifscheibe beim Schleifen erzeugt hat.This object is achieved by a method according to claim 1, which is characterized in that a second grinding wheel follows the first grinding wheel at an always constant distance, the distance being determined by the width of the first grinding wheel and the other grinding parameters such as the rotational speeds of the first grinding wheel and of the Workpiece and the feed in the longitudinal axial direction is determined in such a way that the second grinding wheel grinds the helical error lines which the first grinding wheel has produced during grinding.

Anders ausgedrückt, beim erfindungsgemäßen Verfahren beseitigt eine zweite Schleifscheibe die in Wendelform auftretenden Oberflächenfehler im Werkstück. Die Form, Anordnung oder Antrieb der zweiten Schleifscheibe kann beliebig gewählt werden, so lange sichergestellt ist, dass die genannte wendelförmige Grenzlinie an der Werkstückoberfläche nachbearbeitet wird.In other words, in the method according to the invention, a second grinding wheel eliminates the surface defects in the workpiece that occur in a helical form. The shape, arrangement or drive of the second grinding wheel can be selected at will, as long as it is ensured that the aforementioned helical boundary line on the workpiece surface is reworked.

Die Schleifscheiben können Schleifkörner mit gleichen oder verschiedenen Granulometrien aufweisen.The grinding wheels can have abrasive grains with the same or different granulometry.

Vorzugsweise Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.Preferred configurations result from the dependent claims.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform sind die erste und die zweite Schleifscheibe auf derselben Drehachse montiert und werden mit gleicher Drehgeschwindigkeit beim Schleifen angetrieben. Dies hat den Vorteil, dass nur ein Antrieb verwendet werden muss.According to a preferred embodiment, the first and second grinding wheels are mounted on the same axis of rotation and are driven at the same rotational speed during grinding. This has the advantage that only one drive needs to be used.

Oberflächenfehler lassen sich auch dann optimal vermeiden, wenn beide Schleifscheiben beim Schleifen mit demselben Anpressdruck beaufschlagt werden.Surface defects can also be optimally avoided if both grinding wheels are subjected to the same contact pressure during grinding.

Prinzipiell ist das erfindungsgemäße Schleifverfahren sowohl bei gegensinnig oder gleichsinnigen Rotationen von Schleifscheiben und Werkstück anwendbar, eine gleichsinnige Rotation von Schleifscheibe und Werkstück unter der Voraussetzung, dass unterschiedliche Rotationsgeschwindigkeiten gewählt werden, damit eine Relativbewegung zwischen der Schleifscheibe und dem Werkstück einstellbar ist.In principle, the grinding method according to the invention can be used for counter-rotating or co-rotating grinding wheels and workpieces, a co-rotating grinding wheel and workpiece provided that different rotational speeds are selected so that a relative movement between the grinding wheel and the workpiece can be set.

Zur Lösung dieser Aufgabe dient die im Anspruch 5 beschriebene Schleifvorrichtung, die durch eine zweite Schleifscheibe gekennzeichnet ist, die im Abstand zur ersten Schleifscheibe rotierbar angeordnet ist. Vorzugsweise besitzen beide Schleifscheiben einen gemeinsamen Regel- oder steuerbaren Antrieb und/oder sind auf derselben Achse angeordnet.To solve this problem, the grinding device described in claim 5 is used, which is characterized by a second grinding wheel which is rotatably arranged at a distance from the first grinding wheel. Both grinding wheels preferably have a common variable or controllable drive and/or are arranged on the same axis.

Um unterschiedliche Schleifgeschwindigkeiten wählen zu können, welche einen entscheidenden Einfluss auf die Wendelform der Fehlerlinie haben, ist der Abstand der ersten Schleifscheibe zur zweiten Schleifscheibe einstellbar. Idealerweise ist eine Regelvorrichtung vorgesehen, die den Abstand der ersten zur zweiten Schleifscheibe so einstellt, dass die zweite Schleifscheibe beim Schleifen die wendelförmigen Fehlerlinien überstreicht, welche die erste Schleifscheibe zuvor erzeugt hat. Durch diese Regeleinrichtung kann selbst bei kleinen Schwankungen des Längsvorschubs eine optimierte Oberflächenbehandlung sichergestellt werden.In order to be able to select different grinding speeds, which have a decisive influence on the helical shape of the fault line, the distance between the first grinding wheel and the second grinding wheel can be adjusted. Ideally, a control device is provided that adjusts the distance between the first and second grinding wheel in such a way that the second grinding wheel sweeps over the helical error lines during grinding, which the first grinding wheel previously produced. With this control device, an optimized surface treatment can be ensured even with small fluctuations in the longitudinal feed.

Weitere Vorteile und Ausstattungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:

  • 1a, b, c Prinzipskizzen der nach dem Stand der Technik bekannten Außenrund-Längsschleifverfahren und der dabei entstehenden Schleiffehler und
  • 2 eine Prinzipskizze der erfindungsgemäßen Schleifvorrichtung mit erster und zweiter Schleifscheibe.
Further advantages and features of the device according to the invention and the method according to the invention are shown in the drawings. Show it:
  • 1a, b , c Schematic sketches of the external cylindrical longitudinal grinding methods known according to the state of the art and the resulting grinding errors and
  • 2 a schematic diagram of the grinding device according to the invention with the first and second grinding wheel.

Aus 1a ist ersichtlich, dass auf dem zylinderförmigen Werkstück, dessen Oberfläche durch Schleifen bearbeitet werden soll, beim Außenrund-Längsschleifen wendelförmige Fehlerlinien entstehen können, die beispielsweise durch nicht parallele Führung der Mantellinie der Schleifscheibe zur Längsschlittenbewegung oder thermische Beeinflussungen oder Abnutzungen des Abriebswerkzeugs (für die Schleifscheibe) sein können. Die Schleifscheibe 12 hinterlässt solche wendelförmigen Schleifmarken, deren Steigung von dem durch den Pfeil 13 dargestellten relativen Vorschub der Schleifscheibe zum Werkstück 10 bestimmt ist. Das zylinderförmige Werkstück 10 ruht auf Rollen 14, 15, die vorzugsweise im gleichen Abstand als Stütz- und Antriebsrollen für die Drehbewegung des Werkstückes dienen.Out 1a it can be seen that on the cylindrical workpiece, the surface of which is to be ground, helical fault lines can occur during external cylindrical longitudinal grinding, which can be caused, for example, by non-parallel guidance of the surface line of the grinding wheel to the longitudinal slide movement or thermal influences or wear of the abrasive tool (for the grinding wheel) could be. The grinding wheel 12 leaves such helical grinding marks whose pitch is determined by the feed of the grinding wheel relative to the workpiece 10 represented by the arrow 13 . The cylindrical workpiece 10 rests on rollers 14, 15 which preferably serve as support and drive rollers for the rotary movement of the workpiece, preferably equally spaced.

1b und 1c zeigen unterschiedliche Antriebsmöglichkeiten: Nach den Verfahren gemäß 1b werden die Antriebsrollen 14, 15, auf denen das zylinderförmige Werkstück aufliegt, gegensinnig zur Drehrichtung der Schleifscheibe 12 rotierend bewegt. Die Schleifscheibe 12 sowie das zylinderförmige Werkstück 10 bewegen sich in derselben Drehrichtung, weshalb zum Schleifen die Drehgeschwindigkeiten des zylinderförmigen Werkstückes 10 und der Schleifscheibe unterschiedlich sein müssen. 1b and 1c show different drive options: According to the procedures according to 1b the drive rollers 14, 15, on which the cylindrical workpiece rests, are rotated in the opposite direction to the direction of rotation of the grinding wheel 12. The grinding wheel 12 and the cylindrical workpiece 10 move in the same direction of rotation, which is why the rotational speeds of the cylindrical workpiece 10 and the grinding wheel must be different for grinding.

Bei der Verfahrenstechnik nach 1c treiben die Antriebsrollen 14, 15 das Werkstück in einer Richtung an, die gegensinnig zur Drehrichtung der Schleifscheibe 12 ist.In the process engineering 1c the drive rollers 14, 15 drive the workpiece in a direction which is opposite to the direction of rotation of the grinding wheel 12.

Wie 2 zeigt, wird beim erfindungsgemäßen Schleifverfahren zusätzlich zur ersten Schleifscheibe 12 eine zweite Schleifscheibe 16 verwendet, die im vorliegenden Fall denselben Durchmesser wie die erste Schleifscheibe 12 hat und die auf derselben Drehachse montiert ist. Durch einen nicht dargestellten gemeinsamen Antrieb erfahren die Schleifscheiben 12 und 16 dieselbe Drehgeschwindigkeit. Der Abstand der ersten Schleifscheibe 12 zur zweiten Schleifscheibe 16, der über eine (nicht dargestellte Regelvorrichtung) variabel einstellbar ist, richtet sich danach welche spiral- bzw. wendelförmigen Verlauf die Oberflächenfehler auf dem Werkstück 10 haben. Die zweite Schleifscheibe folgt dieser wendelförmigen Fehlerlinie und beseitigt die Oberflächenfehler.As 2 shows, in the grinding method according to the invention, in addition to the first grinding wheel 12, a second grinding wheel 16 is used, which in the present case has the same diameter as the first grinding wheel 12 and which is mounted on the same axis of rotation. The grinding wheels 12 and 16 experience the same rotational speed due to a common drive (not shown). The distance between the first grinding wheel 12 and the second grinding wheel 16, which can be variably adjusted via a control device (not shown), depends on the spiral or helical course of the surface defects on the workpiece 10. The second grinding wheel follows this helical line of defects and eliminates the surface defects.

Grundsätzlich ist das erfindungsgemäße Verfahren für sämtliche Außenrund- oder auch Innenrund-Schleifverfahren geeignet, gleichgültig welche Dimensionen das Werkstück besitzt und aus welchem Material das Werkstück besteht.In principle, the method according to the invention is suitable for all external cylindrical or internal cylindrical grinding processes, regardless of the dimensions of the workpiece and the material of which the workpiece is made.

Als Nebeneffekt lässt sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren auch eine Nachbearbeitung der Werkstückoberfläche auf einfachste Weise erreichen. Die erste und zweite Schleifscheibe kann feststehend angeordnet sein, so dass der Werkstückvorschub durch eine Linearbewegung des zylinderförmigen Werkstücks 10 erzeugt wird. Alternativ hierzu kann bei fest eingespanntem Werkstück auch das aus erster und zweiter Schleifscheibe bestehende Tandem-Schleifscheibenpaar längsaxial zum Werkstück bewegt werden.As a side effect, post-processing of the workpiece surface can also be achieved in the simplest way with the method according to the invention. The first and second grinding wheels can be fixed so that the workpiece feed is generated by a linear movement of the cylindrical workpiece 10 . As an alternative to this, when the workpiece is firmly clamped, the tandem grinding wheel pair consisting of the first and second grinding wheel can also be moved longitudinally and axially to the workpiece.

BezugszeichenlisteReference List

1010
zylinderförmiges Werkstückcylindrical workpiece
1111
wendelförmige Grenzlinienspiral boundary lines
1212
Schleifscheibegrinding wheel
1313
Vorschubrichtungfeed direction
14, 1514, 15
Antriebsrollendrive rollers
1616
zweite Schleifscheibesecond grinding wheel

Claims (8)

Verfahren zum Rundschleifen von zylindrischen Werkstücken (10) auf einer Schleifmaschine, bei dem die Rotationsachsen einer (ersten) Schleifscheibe (12) und des Werkstückes (10) parallel zueinander ausgerichtet sind und die (erste) Schleifscheibe (12) während des Schleifens relativ zum Werkstück (10) in längsaxialer Richtung (13) des Werkstückes (10) bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Schleifscheibe (16) der ersten Schleifscheibe (12) in stets gleichbleibendem Abstand folgt, wobei der Abstand durch die Breite der ersten Schleifscheibe (12) und die übrigen Schleifparameter wie die Rotationsgeschwindigkeiten der ersten Schleifscheibe (12) sowie des Werkstückes (10) und den Vorschub in längsaxialer Richtung so bestimmt wird, dass die zweite Schleifscheibe (16) die wendelförmigen Fehlerlinien schleifend bearbeitet, welche die erste Schleifscheibe beim Schleifen erzeugt hat.Method for cylindrical grinding of cylindrical workpieces (10) on a grinding machine, in which the axes of rotation of a (first) grinding wheel (12) and the workpiece (10) are aligned parallel to one another and the (first) grinding wheel (12) relative to the workpiece during grinding (10) is moved in the longitudinal axial direction (13) of the workpiece (10), characterized in that a second grinding wheel (16) follows the first grinding wheel (12) at an always constant distance, the distance being determined by the width of the first grinding wheel (12 ) and the other grinding parameters such as the rotational speeds of the first grinding wheel (12) and the workpiece (10) and the feed in the longitudinal axial direction is determined in such a way that the second grinding wheel (16) grinds the helical error lines that the first grinding wheel produces during grinding has. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Schleifscheibe (12, 16) auf derselben Drehachse montiert sind und mit gleicher Drehgeschwindigkeit beim Schleifen angetrieben werden.procedure after claim 1 , characterized in that the first and the second grinding wheel (12, 16) are mounted on the same axis of rotation and are driven at the same rotational speed during grinding. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass beide Schleifscheiben (12, 16) beim Schleifen mit demselben Anpressdruck beaufschlagt werden.procedure after claim 1 or 2 , characterized in that both grinding wheels (12, 16) can be subjected to the same contact pressure during grinding. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifscheiben (12, 16) einerseits und das Werkstück (10) andererseits gegensinnig oder gleichsinnig, aber mit unterschiedlichen Rotationsgeschwindigkeiten gedreht werden.Procedure according to one of Claims 1 until 3 , characterized in that the grinding wheels (12, 16) on the one hand and the workpiece (10) on the other hand are rotated in opposite directions or in the same direction, but at different rotational speeds. Schleifvorrichtung, mit einer ersten Schleifscheibe (12), die um eine Drehachse rotierend antreibbar ist, die parallel zur Längsachse eines zu bearbeitenden Werkstückes (10) verläuft, und mit einer Vorschubeinrichtung, die während des Schleifens eine Relativbewegung zwischen dem Werkstück (10) und der Schleifscheibe (12) in längsaxialer Richtung des Werkstücks erzeugt, gekennzeichnet durch eine zweite Schleifscheibe (16), die im Abstand zur ersten Schleifscheibe (12) rotierbar angeordnet ist.Grinding device, with a first grinding wheel (12) which can be driven to rotate about an axis of rotation which runs parallel to the longitudinal axis of a workpiece (10) to be machined, and with a feed device which causes a relative movement between the workpiece (10) and the Grinding wheel (12) produced in the longitudinal axial direction of the workpiece, characterized by a second grinding wheel (16) which is rotatably arranged at a distance from the first grinding wheel (12). Schleifvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass beide Schleifscheiben (12, 16) auf derselben Achse angeordnet sind und einen gemeinsamen regel- oder steuerbaren Antrieb besitzen.grinding device claim 5 , characterized in that both grinding wheels (12, 16) are arranged on the same axis and have a common variable or controllable drive. Schleifvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der ersten Schleifscheibe (12) zur zweiten Schleifscheibe (16) einstellbar ist.grinding device claim 5 or 6 , characterized in that the distance between the first grinding wheel (12) and the second grinding wheel (16) is adjustable. Schleifvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, gekennzeichnet durch eine Regelvorrichtung, welche den Abstand der ersten (12) zur zweiten Schleifscheibe (16) so einstellt, dass die zweite Schleifscheibe beim Schleifen die wendelförmige Fehlerlinie überstreicht, welche die erste Schleifscheibe (12) zuvor erzeugt hat.Grinding device according to one of Claims 5 until 7 , characterized by a control device which adjusts the distance between the first (12) and the second grinding wheel (16) in such a way that the second grinding wheel sweeps over the helical error line during grinding, which the first grinding wheel (12) previously produced.
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