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Verfahren und Vorrichtung zum Kopierschleifen räumlicher Flächen Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Kopierschleifen räumlicher
Flächen mit einer Schleifscheibe vom Durchmesser der Kopierrolle.
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Es ist eine Kopierschleifvorrichtung bekannt, bei der das Werkstück
und die Schablone gleichachsig sowie dreh- und längsverschiebbar angeordnet sind.
Die Drehachsen der Kopierrolle und der Schleifscheibe fallen ebenfalls zusammen
und sind zur Drehachse der Schablone und des Werkstückes parallel. Es ist bei dieser
bekannten Kopiervorrichtung ferner eine Abrichteinrichtung vorgesehen, die aus zwei
Diamanten besteht, von denen je einer der Kopierrolle und der Schleifscheibe
zugeordnet ist. Das Abrichten erfolgt durch Verschieben der Diamanten parallel zur
Drehachse der Kopierrolle und des Schleifsteines bei gleichzeitiger Zustellung in
Richtung auf die Schleifscheiben- bzw. Kopierrollenachse. Auf diese Weise werden
die Kopierrolle und die Schleifscheibe gleichzeitig und in gleichem Maße abgerichtet.
Dies hat zunächst den Nachteil, daß der Schleifscheibendurchmesser während der Bearbeitung
abnimmt, wodurch sich die Umfangs-1.Teschwindigkeit bei konstanter Antriebsdrehzahl
verringert. Wenn z. B. beim Schleifen von Turbinenschaufeln besonders hochwertige
Oberfläch#en erzielt werden sollen, kann die Änderung der Umfangsgeschwindigkeit
unerwünscht sein. Ferner kommt zu dem unverineidbaren Schleifscheibenverschleiß
noch der gleich große Verschleiß der Kopierrolle, so daß bei Verwendung einer neuen
Schleifscheibe auch eine neue Kopierrolle eingebaut werden muß. Auch ist die Vorrichtung
verhältnismäßig kompliziert, da zwei Diamanten synchron bewegt werden müssen.
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Es sind auch schon Vorrichtungen zum Kopierschleifen bekannt, bei
denen die Schleifscheibe mit der Kante schleift. Hierbei sind jedoch keine Vorkehrun-,ly,en
getroffen, um die Abnützung der Schleifscheibe durch Abrichten zu kompensieren.
Die Schleifbedingungen ändern sich daher im Laufe der Bearbeitung, so daß keine
einwandfreien Oberflächen erzielt werden können.
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Die genannten Nachteile sind erfindungsgemäß dadurch behoben, daß
die wirksame Kante der in an sich z'
bekannter Weise mit der Kante schleifenden
Schleifscheibe bei Konstanthaltung des Abstandes zwischen Kopier- und Schleifstelle
laufend durch Abfasen mittels eines Diamanten derart erneuert wird, daß die l#ante
der Schleifscheibe zur Kante der Kopierrolle homothetisch im Verhältnis
1 : 1 bleibt.
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Bei dem erfindungsgernäßen Kopierschleifverfahren sind die Drehachsen
der Kopierrolle und der Schleifscheibe zueinander parallel und zur gemeinsamen Drehachse
der Schablone und des Werkstückes geneigt. Der Ausgleich des Schleifscheibenverschleißes
erfolgt dadurch, daß die Scheibe in Richtung ihrer Drehachse verschoben wird, so
daß der Abstand zwischen Kopier-und Schleifstelle gleichbleibt. Gleichzeitig wird
die schleifende Kante abgerichtet. Die kreisförmige Schleifkante behält dabei ihre
Lage im Raum und ihren Durchmesser bei. Diese Lage im Raum und der Durchinesser
stimmen während der Dauer der Bearbeitung ständig mit der Lage und dem Durchmesser
der wirksamen Kante der Kopierrolle überein. Dadurch ist sichergestellt, daß die
Schleifbedingungen hinsichtlich Umfangsgeschwindigkeit der Scheibe und Angriffsrichtung
der Schleifscheibe am Werkstück konstant bleiben. Auf diese Wef se lassen
sich Oberflächen hoher Güte erzielen. Ein Kopierrollenverschleiß tritt nicht auf;
die Kopierrolle kann vielmehr beliebig oft eingesetzt werden.
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Zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Vorrichtung
verwendet, bei der die Achsen der Kopierrolle und der Schleifscheibe parallel zueinander
und in einem spitzen Winkel schräg zur Fortbewegungsachse der Schablone und des
Werkstückes liegen und eine einen Diamanten tragende Abrichtvorrichtung vorgesehen
ist, die auf einer zur Drehachse der Schleifscheibe geneigten Bahn Schwingbewegungen
ausführt und dabei die in Richtung ihrer Drehachse verschobene Schleifscheibe so
abrichtet, daß sie eine scharfe Kante behält.
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Die Bedingungen des Verfahrens können praktisch jedoch durch verschiedene
Mechanismen erfüllt werden, die den die Schleifkante erneuernden Diamanten
und
die die zylindrischiSchleffscheibe in Richtung der Drehachse verschiebende Einrichtung
synchron verstellen.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Vorrichtung schematisch dargestellt, wobei sämtliche Teile, die #nicht in direktem
Zusammenhang mit der Erfindung stehen, zwecks besserer Übersichtlichkeit weggelassen
sind. Die gezeigten Teile lassen sich mit Hilfe leicht zu schaffender Verbindun-,gen
an jeder Kopierschleifmaschine geeigneter Leistung anbringen.
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Es zeigt Fig. 1 eine schematische Darstellung der Vorrichtung,
Fig. 2 einen Querschnitt.
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Fig. 1 zeigt links eine Schablone 1, beispielsweise
für eine Turbinenschaufel. Diese Schablone ist auf üb-
liche Weise um eine
durch eine gestrichelte Gerade angedeutete Achse2 drehbar montiert.
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Das vorgeschliffene Weikstück:3 ist mit Hilfe von üblichen Mitteln
befestigt, und zwar so, daß es sich um die Achse 2 drehen kann.
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Die Schablone 1 und das. Werkstück 3 können synchron
in axialer Richtung verschoben und in Drehung versetzt werden.
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Die von einem Kopierarin getragene Kopierrollenlagerung 4 wird gegenüber
der Schablone 1 verschoben. Diese Kopierrollenlagerung trägt beispielsweise
einen Zylinder 5, der durch eine kegelstumpfförmige Fläche 6 begrenzt
wird, und zwar schneidet diese Fläche den Zylinder entlang einer kreisförmigen Kante
7, die als Fühlkreis die Oberfläche der zu kopierenden Schablone
1 berührt.
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Die Achse 8 der Kopierralle liegt schräg zur Fortbewegungsachse
2 der Schablone 1.
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Mit 4' ist die Lagerung für eine weitere Ausführungsform der Kopierrolle
bezeichnet, die eine ebenfalls schräggestellte Achse.-8-' aufweist, wobei die zylindrische
Kopierrolle 5' durch eine Kreisfläche 6' begrenzt ist, deren wirksame-Kante
mit 7' bezeichnet ist. In der dargestellten Größe könnte diese Kopierrolle
lediglich für die konvexe Seite 1 b der Schablone 1 in Frage kommen,
da ihr Durchmesser für die konkave Seite la zu groß wäre.
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In Wirklichkeit können -- die Kopierrollen für die konkave Seite la
und die konvexe Seite lb nicht gleichzeitig arbeiten, es sei denn, daß sie von zwei
unabhängigen Kopierarmen getragen würden.
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Die der Kopierrolle5 bis 7 entsprechende Schleifscheibe
9 wird auf übliche Weise vom Arbeitsarm der Maschine getragen, wobei ihre
Drehachse 11 immer zur Achse 8 parallel bleibt.-Die Schleifscheibe
9 ist entlang dieser Achse 11 axial verschiebbar, und zwar mit Hilfe
eines Mechanismus, der von der am Kopierarrn befestigten Werkzeuglagerung 12 getragen
wird.
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Zur Vereinfachung von Zeichnung und Beschreibung wurde eine zweite
Schleifächeibe 9' auf der anderen Seite des Werkstückes dargestellt. Dabei
wurden die Antriebs- und Lagerelemente dieser- Schleifscheibe durch Weglassen eines
Teiles des Gehäuses sichtbar gemacht und das ganze System nach einer Drehung um
90' um die schräg zur--Achse 2 liegende Achse 11'
dargestellt.
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Die Spindeln 10 und 10' der Schleifscheiben
9 und g'
sind in Drucklagerbüchseii-13 und 13' gelagert, die
in den Naben 12 und 12' 96Ahrt werden und dadurch axial verschiebbar sind, daß-
in den Büchsen feine Gewinde 14 bzw. 14' in die- inden Nahen 12 und 12' angeordneten
Muttergewinde 15 bzw. 15' eingeschraubt werden. Die Verschiebung der
Schleifscheiben9 bzw. 9' in Richtung ihrer Achsen 11 bzw.
11' wird durch das Zusammenwirken von Schnecken 16 bzw.
16' und Schneckenrädern 17 bzw. 17' bewirkt, die mit den Schleifscheiben
und ihren Achsen gleichachsig sind. Die Spindeln 10 bzw. 10' sind
in ihrer Drehung von diesen Bewegungen unabhängig und werden über Riemen
18 bzw. 18' und Scheiben 19 bzw. 19' von einem Motor
angetrieben.
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Die in den Naben 12 bzw. 12' gelagerten Schnecken 16 bzw.
16' werden in Vorschubrichtung der Schleifscheiben mit Hilfe von auf den
Wellen der Schnecken 16 bzw. 16' festgekeilten Schalträdern 21 bzw.
21' und Klinken 22 bzw. 22' angetrieben, deren Gelenkbolzen 23 bzw.
23' von um die Wellen der Schnecken 16 bzw. 16' schwenkenden
Gabeln 24 bzw. 24'getragen werden. Eine Feder drückt ständig die Klinken auf die
Zähne der Schalträder, während Zahnabdeckvorrichtungen 25 bzw. 25*
2 die in Winkelstellung um die Schnecken 16
bzw. 16' durch auf
den Naben verschiebbaren gelochten Sektoren26 einstellbar sind, es ermöglichen,
bei jeder Schwenkung der Gabeln24 bzw. 24' die Größe der Fortbewegung der Schalträder
einzustellen.
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Die Schwenkbewegung der Gabeln 24 bzw. 24' wird durch Pleuelstangen
27 erzeugt, die an Enden 23 bzw. 23' ein Gelenk aufweisen und
am anderen Ende von Kurbelscheiben 28 angetrieben werden, deren Achsen
29 gegenüber den Schleifscheibenarinen feststehen, wobei der Antrieb durch
Riemen 31 und Scheiben 32 von einem Motor bewirkt wird.
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über mit den Gelenken23 bzw. 23' verbundene Pleuelstangen33
wird die von den Kurbelscheiben28 erzeugte S chwingbewegung der Gabeln 24
bzw. 24' auf Hebel 34 bzw. 34' übertragen, die mit Bügeln 35 bzw.
35' fest verbunden sind. Diese Bügel sind um auf den Schleifscheibenarmen
befestigte Achsen 36 bzw. 36'
beweglich. Die Bügel 35 bzw.
35' führen in dieser Weise eine Schwingbewegung um die Achsen 36 bzw.
36' aus. Die Bügel tragen Abrichtwerkzeuge 38 bzw. 38' mit
einem Diamanten 39, Die Diamanten richten die Schleifscheiben 9 bzw.
9' nach Kreisbögen 41 bzw. 41' so ab, daß eine scharfe Kante 42 bzw. 42'
entsteht.
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Es bestehen auch andere Möglichkeiten als die kreisbogenförmige Bewegung
der Diamanten 39. So kann für ihn z. B. auch eine geradlinige Wechselbewegung
vorgesehen sein.