DE10259137B4

DE10259137B4 - Verfahren zum Feinschleifen einer Umfangsfläche an einem Werkstück

Info

Publication number: DE10259137B4
Application number: DE10259137A
Authority: DE
Inventors: Horst Steinwender; Martin Dipl.-Ing. Wolters
Original assignee: Thielenhaus Technologies GmbH
Current assignee: Thielenhaus Technologies GmbH
Priority date: 2002-01-05
Filing date: 2002-12-18
Publication date: 2004-07-15
Anticipated expiration: 2022-12-19
Also published as: DE10259137A1

Abstract

Verfahren zum Feinschleifen einer Umfangsfläche (2) an einem Werkstück (3), dessen zu bearbeitende Umfangsfläche (2) an mindestens einer Seite an eine vorspringende Werkstückflanke (4) angrenzt, wobei
das Werkstück (3) rotierend angetrieben wird,
ein Finishbearbeitungswerkzeug (1) an die zu bearbeitende Umfangsfläche (2) angedrückt wird und
das Werkstück (3) und/oder das Finishbearbeitungswerkzeug (1) in Achsrichtung des Werkstückes (3) Oszillationsbewegungen ausführen, dadurch gekennzeichnet, dass das Finishbearbeitungswerkzeug (1) eine in Achsrichtung vorspringende Anschlagfläche (5) aufweist, die beim Feinschleifen der Umfangsfläche (2) die angrenzende Werkstückflanke (4) außerhalb eines mit einem Radius (r) ausgebildeten Übergangsbereiches berührt und dadurch die an der Umfangsfläche (2) des Werkstückes (3) anliegende Kontaktfläche des Finishbearbeitungswerkzeuges (1) in einem durch den Radius (r) des Übergangsbereiches vorgegebenen Mindestabstand (a) zur Werkstückflanke (4) hält.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Feinschleifen einer Umfangsfläche an einem Werkstück, dessen zu bearbeitende Umfangsfläche an mindestens einer Seite an eine vorspringende Werkstückflanke angrenztnach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Bei dem zu bearbeitenden Werkstück kann es sich um eine Nockenwelle, Kurbelwelle, Pumpenritzelwelle oder dergleichen handeln. Ein Finishbearbeitungswerkzeug wird an die zu bearbeitende Umfangsfläche des rotierend angetriebenen Werkstückes angedrückt, wobei das Werkstück und/oder das Finishbearbeitungswerkzeug in Achsrichtung des Werkstückes Oszillationsbewegungen ausführen. Ein solches Verfahren ist beispielsweise aus EP 0 802 017 A1 bekannt.

Der Übergangsbereich zwischen der Werkstückflanke und der zu bearbeitenden Umfangsfläche ist gerundet, wobei der Radius häufig nur wenige Zehntel Millimeter beträgt. Als Finishbearbeitungswerkzeuge werden Andrückschuhe verwendet, deren Kontaktfläche einen Schleifmittelbelag aufweist, mit einem Schleifband belegt ist oder über die ein Schleifband geführt wird. Daneben kommen als Finishbearbeitungswerkzeuge auch Steinhalter mit einem Schleifmittelstein in Betracht. Die Formsteifigkeit des Werkzeughalters reicht nicht aus, um sicherzustellen, dass die Umfangsfläche exakt bis zur Rundung des Übergangsbereiches bearbeitet werden kann. Ein geringer, nicht kontrollierbarer seitlicher Versatz ist hinzunehmen. Dabei wurde beobachtet, dass der ungewollte seitliche Versatz bei Einsatz eines neuen Schleifmittelbelages bzw. neuen Schleifmittelbandes mehr als 1 mm betragen kann. Mit zunehmender Abnutzung der Schleifmittelfläche wird der technisch nicht beherrschbare seitliche Versatz geringer. Wenn die Umfangsfläche des Werkstückes bis zum Rundungsbereich bearbeitet werden muss, hat das mehr oder weniger stark ausgeprägte seitliche Verlaufen des Finishbearbeitungswerkzeuges zur Folge, dass die Seitenkanten der Schleifmittelfläche eine Kerbe in dem gerundeten Übergangsbereich des Werkstückes erzeugt. Die damit verbundene Kerbwirkung schwächt die Festigkeit des Werkstückes und ist bei hochbelasteten Maschinenteilen nicht akzeptabel.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs beschriebene Verfahren so auszubilden, dass die an eine vorspringende Werkstückflanke angrenzende Umfangsfläche des Werkstückes bis zu dem gerundeten Übergangsbereich bearbeitet werden kann, ohne dass die Gefahr besteht, dass im Rundungsbereich zwischen der Umfangsfläche und der Werkstückflanke Kerben entstehen.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, dass das Finishbearbeitungswerkzeug eine in Achsrichtung vorspringende Anschlagfläche aufweist, die beim Feinschleifen der Umfangsfläche die angrenzende Werkstückflanke außerhalb eines mit einem Radius ausgebildeten Übergangsbereiches berührt und dadurch die an der Umfangsfläche des Werkstückes anliegende Kontaktfläche des Finishbearbeitungswerkzeuges in einem durch den Radius des Übergangsbereiches vorgegebenen Mindestabstand zur Werkstückflanke hält. Die Werkstückflanke wird zur Hubbegrenzung der oszillierenden Bewegungen des Finishbearbeitungswerkzeuges bzw. Werkstückes genutzt. Durch die vorspringende Anschlagfläche des Finishbearbeitungswerkzeuges erfolgt der Kontakt außerhalb des im Hinblick auf die Kerbwirkung kritischen Übergangsbereiches zwischen Umfangsfläche und Werkstückflanke. Bearbeitungsspuren an der Werkstückflanke lassen sich dadurch vermeiden, dass der Kontaktbereich zwischen der Anschlagfläche des Finishbearbeitungswerkzeuges und der Werkstückfläche geschmiert wird oder dass die Anschlagfläche des Finishbearbeitungswerkstückes mit einer Gleitbeschichtung versehen oder mit Wälzlagern bestückt ist.

Als Finishbearbeitungswerkzeug kann ein Andrückschuh verwendet werden, dessen Kontaktfläche ein Belag aus Schleifmittel aufweist oder mit einem Schleifband belegt ist. Als Finishbearbeitungswerkzeug eignet sich auch eine Anordnung aus einem Andrückschuh und einem über den Andrückschuh geführten Schleifband. Schließlich können als Finishbearbeitungswerkzeuge auch Steinhalter mit mindestens einem Schleifmittelstein verwendet werden.

Zur Bearbeitung einer zwischen zwei vorspringenden Werkstückflanken angeordneten Umfangsfläche wird zweckmäßig ein Finishbearbeitungswerkzeug mit beidseits in Achsrichtung vorspringenden Anschlagflächen verwendet, die bei den im Zuge der Finishbearbeitung auftretenden oszillierenden Bewegungen des Werkstücks und/oder des Finishbearbeitungswerkzeuges gegen die Werkstückflanken bewegt werden.

Bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden Werkzeughalter bevorzugt, die eine hohe Formstabilität aufweisen. Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist das Finishbearbeitungswerkzeug in einem bügelförmigen Werkzeugträger angeordnet, der beidseits des Werkstückes in einer zur Werkstückachse orthogonalen Ebene beweglich geführt wird. Das Finishbearbeitungswerkzeug wird innerhalb des Werkzeugträgers verstellt, wenn ein zu bearbeitendes Werkstück zugeführt oder das bearbeitete Werkstück entnommen wird. Infolge seiner beidseitigen Führungen zeichnet sich der Werkzeugträger durch eine hohe Formstabilität aus.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung erläutert. Es zeigen schematisch
1 im Längsschnitt ein erfindungsgemäß ausgebildetes Finishbearbeitungswerkzeug an einem Werkstück,
2 eine weitere Ausgestaltung der Erfindung, ebenfalls im Längsschnitt,
3 die bevorzugte Ausführung eines Werkzeugträgers zur Aufnahme von Finishbearbeitungswerkzeugen.
Das in 1 dargestellte Finishbearbeitungswerkzeug 1 wird eingesetzt zum Feinschleifen einer Umfangsfläche 2 an einem Werkstück 3, dessen zu bearbeitende Umfangsfläche 2 an mindestens einer Seite an eine vorspringende Werkstückflanke 4 angrenzt. Das Werkstück 3 wird rotierend angetrieben. Das Finishbearbeitungswerkzeug 1 ist in einem Werkzeugträger 9 angeordnet und wird an die zu bearbeitende Umfangsfläche 2 angedrückt. Ferner werden das Werkstück 3 und/oder das Finishbearbeitungswerkzeug 1 in Achsrichtung des Werkstückes 3 oszillierend bewegt.
Der 1 entnimmt man, dass das Finishbearbeitungswerkzeug 1 eine in Achsrichtung vorspringende Anschlagfläche 5 aufweist, die beim Feinschleifen der Umfangsfläche 2 die angrenzende Werkstückflanke 4 außerhalb eines mit einem Radius r ausgebildeten Übergangsbereiches berührt und dadurch die an der Umfangsfläche 2 des Werkstückes 3 anliegende Kontaktfläche 6 des Finishbearbeitungswerkzeuges 1 in einem durch den Radius r des Übergangsbereiches vorgegebenen Mindestabstand a zur Werkstückflanke 4 hält. Im Ausführungsbeispiel weist das Finishbearbeitungswerkzeug 1 einen Andrückschuh 7 auf, dessen Kontaktfläche 6 einen Belag aus Schleifmittel aufweist oder mit einem Schleifmittelband belegt ist. Andere Ausführungen, bei denen beispielsweise ein Schleifband über den Andrückschuh 7 geführt ist oder ein Schleifmittelstein verwendet wird, sind nicht ausgeschlossen. Die Anschlagfläche 5 des Finishbearbeitungswerkzeuges 1 kann mit einer Gleitbeschichtung versehen sein. Möglich ist auch eine Schmierung des Kontaktbereiches zwischen Anschlagfläche 5 des Finishbearbeitungswerkzeuges 1 und der Werkstückflanke 4.
Im Ausführungsbeispiel der 2 ist die zu bearbeitende Umfangsfläche 2 zwischen zwei Werkstückflanken 4, 4' angeordnet. Sie setzt sich ferner aus zwei exzentrisch zueinander versetzten zylindrischen Abschnitten zusammen. Zur Bearbeitung dieser beiden exzentrisch zueinander versetzten Umfangsflächen werden zwei Finishbearbeitungswerkzeuge 1, 1' eingesetzt, die beidseits in Achsrichtung vorspringende Anschlagflächen 5, 5' aufweisen. Sie werden bei dem im Zuge der Finishbearbeitung auftretenden oszillierenden Bewegungen des Werkstückes 3 bzw. oszillierenden Bewegungen des Finishbearbeitungswerkzeuges 1, 1' gegen die Werkstückflanken 4, 4' bewegt. Insofern begrenzen die Werkstückflanken 4, 4' den Stellhub der Oszillationsbewegungen. Die Breite der Schleifmittelflächen 8, 8' ist so bemessen, dass bei einem Kontakt der Anschlagflächen 5, 5' an den Werkstückflanken 4, 4' der Mindestabstand a zwischen der Schleifmittelfläche und einem benachbarten, gerundeten Übergangsbereich eingehalten wird.
Der 3 entnimmt man, dass die Finishbearbeitungswerkzeuge 1, 1' in einem bügelförmigen Werkzeugträger 9 angeordnet sind, der beidseits des Werkstückes 3 in einer zur Werkstückachse orthogonalen Ebene beweglich geführt wird. Zur Aufnahme des Werkstückes 3 oder zur Entnahme des bearbeiteten Werkstückes 3 werden die Finishbearbeitungswerkzeuge 1, 1' innerhalb des Werkzeugträgers 9 verstellt.

Claims

Verfahren zum Feinschleifen einer Umfangsfläche (2) an einem Werkstück (3), dessen zu bearbeitende Umfangsfläche (2) an mindestens einer Seite an eine vorspringende Werkstückflanke (4) angrenzt, wobei das Werkstück (3) rotierend angetrieben wird, ein Finishbearbeitungswerkzeug (1) an die zu bearbeitende Umfangsfläche (2) angedrückt wird und das Werkstück (3) und/oder das Finishbearbeitungswerkzeug (1) in Achsrichtung des Werkstückes (3) Oszillationsbewegungen ausführen, dadurch gekennzeichnet, dass das Finishbearbeitungswerkzeug (1) eine in Achsrichtung vorspringende Anschlagfläche (5) aufweist, die beim Feinschleifen der Umfangsfläche (2) die angrenzende Werkstückflanke (4) außerhalb eines mit einem Radius (r) ausgebildeten Übergangsbereiches berührt und dadurch die an der Umfangsfläche (2) des Werkstückes (3) anliegende Kontaktfläche des Finishbearbeitungswerkzeuges (1) in einem durch den Radius (r) des Übergangsbereiches vorgegebenen Mindestabstand (a) zur Werkstückflanke (4) hält.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Finishbearbeitungswerkzeug (1) ein Andrückschuh (7) verwendet wird, dessen Kontaktfläche einen Belag aus Schleifmittel aufweist oder mit einem Schleifband belegt ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Finishbearbeitungswerkzeug (1) ein Steinhalter mit mindestens einem Schleifmittelstein verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktbereich zwischen der Anschlagfläche (5) des Finishbearbeitungswerkzeuges (1) und der Werkstückflanke (4) geschmiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlagfläche (5) des Finishbearbeitungswerkzeuges (1) mit einer Gleitbeschichtung versehen oder mit Wälzlagern bestückt ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bearbeitung der zwischen zwei vorspringenden Werkstückflanken (4, 4') angeordneten Umfangsfläche (2) das Finishbearbeitungswerkzeug (1) mit beidseits in Achsrichtung vorspringenden Anschlagflächen (5,5') verwendet wird, wobei die Anschlagflächen (5, 5') bei den im Zuge der Finishbearbeitung auftretenden oszillierenden Bewegungen des Werkstückes (3) und/oder des Finishbearbeitungswerkzeuges (1) gegen die Werkstückflanken (4, 4') bewegt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Finishbearbeitungswerkzeug (1) in einem bügelförmigen Werkzeugträger (9) angeordnet ist, der beidseits des Werkstückes (3) in einer zur Werkstückachse orthogonalen Ebene beweglich geführt wird, und dass das Finishbearbeitungswerkzeug (1) innerhalb des Werkzeugträgers (9) verstellt wird, wenn ein zu bearbeitendes Werkstück zugeführt oder das bearbeitete Werkstück entnommen wird.