DE1143733B

DE1143733B - Machine for fine machining of pre-machined center bores

Info

Publication number: DE1143733B
Application number: DER28334A
Authority: DE
Inventors: Heinz Roeber
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1960-07-13
Filing date: 1960-07-13
Publication date: 1963-02-14
Also published as: CH385656A; GB931373A

Description

Maschine zum Feinbearbeiten vorgearbeiteter Zentrierbohrungen Die zur Erzeugung oder Feinbearbeitung von Zentrierbohrungen dienenden Maschinen, die entweder nach dem Formbohrverfahren oder nach einem Schleif- bzw. Läppverfahren arbeiten, haben bekanntlich verschiedene Nachteile, die darin bestehen, daß sie zu rauhe Oberflächen oder nur kegelförmige, aber keine balligen Flächen erzeugen. Außerdem ist die "Rundheit der Zentrierungen von der Genauigkeit einer Vorbearbeitung an den Werkstückaußenflächen abhängig. Dabei erfordern die bekannten Maschinen einen hohen Aufwand an Zeit und Geschicklichkeit im Verhältnis zur erreichten Trag- und Zentrierqualität und arbeiten mit teuren Werkzeugen geringer Lebensdauer.Machine for finishing pre-machined centering bores The for the production or fine machining of centering bores serving machines that either by the form drilling process or by a grinding or lapping process work, are known to have various disadvantages, which consist in the fact that they Create surfaces that are too rough or only conical but not convex surfaces. In addition, the "roundness of the centerings is as precise as a pre-machining depending on the workpiece outer surfaces. The known machines require one high expenditure of time and skill in relation to the achieved carrying capacity and Centering quality and work with expensive tools with a short service life.

Zur Vermeidung dieser Nachteile wendet man in Fällen hoher Genauigkeitsansprüche mitunter eine Arbeitsweise an, bei der unter Verwendung von Läpp-Paste das Werkstück von Hand gegen eine schnell rotierende Körnerspitze gedrückt wird, während das freie Ende des Werkstücks gleichzeitig in eine möglichst kreisförmige Taumelbewegung versetzt wird, so daß sich ein in Nähe des freien Endes des Werkstückes liegender Punkt der Werkstückachse etwa auf einem Kreis bewegt. Durch geschickte Wälzbewegungen zwischen Werkstückende und Handfläche kann der Kreisbewegung noch eine zusätzliche Drehbewegung um die Werkstückachse überlagert werden, was die Genauigkeit der Bearbeitung weiter erhöht.To avoid these disadvantages, use is made in cases of high accuracy requirements sometimes a method of working in which the workpiece is lapped using lapping paste is pressed by hand against a rapidly rotating center punch while the free At the same time, the end of the workpiece is set in a wobbling movement that is as circular as possible so that a point located in the vicinity of the free end of the workpiece is the Workpiece axis moved roughly on a circle. By skillful rolling movements between The end of the workpiece and the palm of the hand can add an additional rotary movement to the circular movement are superimposed around the workpiece axis, which further increases the accuracy of the machining elevated.

Gleichviel, ob nun die Wandung der Zentrierbohrung als Kegel oder als Rotationskörper einer gekrümmten Linie vorbearbeitet wird, entstehen in jedem Fall bei Anwendung dieser Arbeitsweise gekrümmte, d. h. im Verhältnis zur Kegelspitze ballige Flanken, wenn während der Läppbearbeitung der Durchmesser des Schwingkreises am freien Werkstückende rhythmisch zwischen Null und einem Größtmaß verändert wird.It doesn't matter whether the wall of the centering hole is a cone or is preprocessed as a solid of revolution of a curved line, arise in each If this method of operation is used, curved, i. H. in relation to the point of the cone spherical flanks, if the diameter of the oscillating circle during the lapping process is changed rhythmically between zero and a maximum dimension at the free end of the workpiece.

Die Taumelbewegung ist für den Läpp-Prozeß sehr wirksam, weil sie anfangs infolge des erzwungenen Punkttragens zwischen Läppkörnern und Wandung Hohlräume schafft, deren Lage sich dauernd ändert, und die immer wieder frischem Läppkorn Zutritt zu den zu bearbeitenden Flächen ermöglichen.The tumbling motion is very effective for the lapping process because it initially as a result of the forced point support between lapping grains and wall cavities creates, the situation of which is constantly changing, and which always provides fresh lapping grain Allow access to the areas to be processed.

Den Vorteilen der Handläppmethode stehen aber wesentliche Nachteile entgegen, die darin zu sehen sind, daß die Arbeitsweise sehr zeitraubend ist, weil die Frequenz der Taumelbewegung stark begrenzt ist, daß sie weiter sehr anstrengend ist, weil die Anpreßkraft von Hand ausgeübt werden muß und daß sie ziemlich ungenau ist.The advantages of the hand lapping method are, however, significant disadvantages contrary, which can be seen in the fact that the way of working is very time consuming because the frequency of the tumbling motion is severely limited, making it very strenuous is because the pressure has to be applied by hand and that it is rather imprecise is.

Die Erfindung löst die Aufgabe, die Vorteile der erläuterten Handläppmethode durch Mechanisierung auf wirtschaftlichem Wege erreichbar zu machen und darüber hinaus durch genauere Bewegungsvorgänge den Genauigkeitsgrad der Bearbeitung zu steigern.The invention solves the problem, the advantages of the hand lapping method explained to make it economically accessible through mechanization and beyond In addition, the degree of precision of the machining is increased through more precise movement processes increase.

Hierzu wird ausgegangen von bekannten Maschinen zum Bearbeiten von Zentrierbohrungen mittels sich zum Werkstück hin verjüngender rotierender Bearbeitswerkzeuge, wie z. B. Schleif- oder Läppkegel, bei denen das Werkstück an zwei gegenüberliegenden Stellen durch die axial und radial an ihm angreifenden Werkzeuge auch gehalten ist; evtl. kann auch eine weitere radiale Abstützung für das Werkstück vorgesehen sein.This is based on known machines for processing Centering bores by means of rotating processing tools tapering towards the workpiece, such as B. grinding or lapping cones, in which the workpiece on two opposite Places is also held by the tools acting axially and radially on it; possibly a further radial support for the workpiece can also be provided.

Erfindungsgemäß wird eine derartige Anordnung dadurch weitergebildet, daß wenigstens eine der als Bearbeitungswerkzeuge ausgebildeten Werkstückabstützungen exzentrisch an einem um die Spindelstockhauptachse rotierenden Träger angebracht ist.According to the invention, such an arrangement is further developed by that at least one of the workpiece supports designed as machining tools eccentrically attached to a support rotating around the main axis of the headstock is.

Bei einer so ausgebildeten Maschine wirken sich geringe Fehler in Rundlauf und Flucht der Bearbeitungswerkzeuge, z. B. der Läppkegel, nicht auf die Bearbeitungsgenauigkeit aus.With a machine designed in this way, minor errors affect Concentricity and alignment of the machining tools, e.g. B. the lapping cone, not on the Machining accuracy.

Die Maschine kann auch so ausgebildet werden, daß gleichzeitig beide Zentrierbohrungen bearbeitet werden können.The machine can also be designed so that both Center holes can be machined.

Demgemäß ergibt sich eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, wenn beide axialen Werkstückabstützungen exzentrisch an je einem drehbaren Träger angeordnet und als Bearbeitungswerkzeuge, z. B. als Läppkegel, ausgebildet sind.Accordingly, there is a preferred embodiment of the invention, if both axial workpiece supports are eccentric on one rotatable carrier each arranged and used as editing tools, e.g. B. are designed as lapping cones.

Die Erfindung ist an Hand zweier Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt Fig.1 eine erste Ausführungsform der Maschine in Seitenansicht; Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform der Maschine im Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 3 durch das eine Ende der in ihrem sonstigen Aufbau der Fig:1 entsprechenden Maschine; Fig. 3 ist eine Ansicht zu Fig. 2.The invention is explained in more detail using two exemplary embodiments. 1 shows a first embodiment of the machine in side view; Fig. 2 shows a second embodiment of the machine in section along the line III-III of Fig. 3 through one end of the rest of the structure of the Fig: 1 corresponding machine; FIG. 3 is a view of FIG. 2.

Nach Fig.1 treiben zwei Motoren 1,1 je ein stufenlos regelbares Getriebe 2 a bzw. 2 b mit entgegengesetztem Drehsinn an. Die Drehzahlen der beiden Antriebswellen: 5, 5, die um ein Geringes voneinander verschieden sein sollen, sind mittels Handhebel 4 einstellbar und an Drehzahlmessern 3 ablesbar. Auf den Abtriebswellen 5, 5 sind drehbare Werkzeugträger 6, 6 aufgesetzt, mit denen über Scheiben 7, 7 Bearbeitungswerkzeuge 8 a und 8 b drehfest mit einer gewissen Exzentrizität verbunden sind: Die Exzentrizität jedes gleichzeitig als Axialabstützung für das Werkstück 17 ausgebildeten Bearbeitungswerkzeuges 8 a bzw. 8 b ist durch Verschieben der Scheibe 7 gegenüber dem Träger 6 ein- und feststellbar. Die Motoren 1, i mit den Antriebswellen 5, 5 bilden somit mit den Werkzeugträgern 6, 6 sowie den verstellbaren Scheiben 7, 7 und den Läppkegeln 8 a, 8 b die Spindelstöcke a und b der Maschine.According to FIG. 1, two motors 1, 1 each drive a continuously variable transmission 2 a and 2 b with opposite directions of rotation. The speeds of the two drive shafts: 5, 5, which should differ from one another by a small amount, can be set by means of hand levers 4 and can be read off on tachometers 3. Rotatable tool carriers 6, 6 are placed on the output shafts 5, 5, with which processing tools 8 a and 8 b are non-rotatably connected with a certain eccentricity via disks 7, 7: 8 b can be adjusted and locked by moving the disk 7 relative to the carrier 6. The motors 1, i with the drive shafts 5, 5 thus form the headstocks a and b of the machine with the tool carriers 6, 6 and the adjustable disks 7, 7 and the lapping cones 8 a, 8 b.

Der Spindelstock a ist zur Anpassung der Maschine an die Werkstücklänge mittels Schlitten 9 in Achsrichtung verschieb- und feststellbar. Der Spindelstock b ist mittels des Schlittens 10 ebenfalls in Achsrichtung beweglich und wird über einen Arm 11 und eine Zugstange 12 durch eine Zugfeder 13 dauernd in Richtung des Spindelstockes a gezogen. Die Federkraft ist je nach dem gewünschten Arbeitsdruck mittels einer Kordelschraube 14 einstellbar.The headstock a is for adapting the machine to the workpiece length can be displaced and locked in the axial direction by means of slide 9. The headstock b is also movable in the axial direction by means of the carriage 10 and is over an arm 11 and a pull rod 12 by a tension spring 13 continuously in the direction of the Headstock a drawn. The spring force depends on the desired working pressure adjustable by means of a cord screw 14.

Die Maschine ist ferner mit einem Schlitten 15 versehen, der zwei federnde Stützen 16 für das Werkstück 17 trägt. Mittels eines Hebels 18 ist ein Nocken 19 verschwenkbar, der beim Verschwenken nach rechts den Arm ll und den Spindelstock b von dem Spindelstock a weg nach rechts verschiebt. Dabei verschiebt ein ein- und feststellbarer Anschlag 20 den Schlitten 15 über einen am Schlitten 15 angebrachten Arm 21 ebenfalls soweit nach rechts, daß das Werkstück 17 unterstützt bleibt und quer zur Achse ausgehoben werden kann. Nach Einlegen eines Werkstücks 17 wird der Hebel 18 nach links geschwenkt. Der Spindelstock b wird dabei durch die Feder 13 in, seine Arbeitsstellung gezogen, wobei gleichzeitig auch der Schlitten 15 durch einen ein-und feststellbaren Anschlag 22 in die Mittelstellung gebracht wird.The machine is also provided with a slide 15 which carries two resilient supports 16 for the workpiece 17. By means of a lever 18 , a cam 19 can be pivoted which, when pivoted to the right, moves the arm 11 and the headstock b away from the headstock a to the right. An adjustable and lockable stop 20 moves the slide 15 via an arm 21 attached to the slide 15 likewise to the right to such an extent that the workpiece 17 remains supported and can be lifted transversely to the axis. After inserting a workpiece 17, the lever 18 is pivoted to the left. The headstock b is pulled into its working position by the spring 13, and at the same time the slide 15 is also brought into the central position by an insertable and lockable stop 22.

Bei dieser Ausführungsart ist, da die Läppkegel oder sonstigen Bearbeitungswerkzeuge gegenüber ihrem Träger 6 urdrehbar sind, die dem Werkstück 17 übermittelte Schwingfrequenz etwa gleich der größten Läppkegeldrehzahl. Da diese verhältnismäßig hoch sein kann, ist auch die Schwingfrequenz des Werkstückes entsprechend hoch. Diese Ausführungsform eignet sich daher vorwiegend für achssymmetrische; leichtere Werkstücke, wenngleich auch durch die mögliche Herabsetzung der Läppkegeldrehzahlen eine Anpassungsmöglichkeit gegeben ist, die dann aber auf Kosten der Bearbeitungszeit geht.In this embodiment, there is the lapping cone or other processing tools are rotatable relative to their carrier 6, the vibration frequency transmitted to the workpiece 17 approximately equal to the largest lapping cone speed. Since this can be relatively high, the vibration frequency of the workpiece is also correspondingly high. This embodiment is therefore mainly suitable for axially symmetrical; lighter workpieces, albeit also an adjustment option due to the possible reduction in the lapping cone speeds is given, but this is at the expense of the processing time.

In den Fig. 2 und 3 ist demgegenüber eine Ausführungsform der Maschine dargestellt, die sich auch für schwere und asymmetrische Werkstücke eignet, weil bei ihr die Schwingfrequenz unabhängig von der Läppkegeldrehzah gewählt werden kann. In Fig. 2 ist nur der Spindelstock a mit Hinweisen auf seine Beziehungen zu dem Spindelstock b gezeigt, weil der übrige Aufbau der Maschine demjenigen nach Fig.1 entspricht. Der Motor 1 treibt hier eine als Keilwelle ausgebildete Welle 5 an, die über Riementriebe 3 a und 3 b die Werkzeugspindel 8 c schnell und gegenläufig antreibt. Gleichzeitig versetzt die Welle 5 über Riementriebe 5 a und 5 b die Träger 6, 6, die hier als. Spindelträger ausgebildet sind, gleich- oder wahlweise gegenläufig in langsame Umdrehungen. An den Spindelträgem 6, 6 ist wiederum die Scheibe 7 mit ein- und feststellbarer Exzentrizität angeordnet, die hier mit einem hülsenförmigen Ansatz 7 a zur drehbaren Aufnahme der Werkzeugspindel 8 c versehen ist. Die Riementriebe 3 a und 3 b sind elastisch, um die infolge der außermittigen Einstellung der Scheibe 7 exzentrischen Bewegungen der kleinen Riemenscheiben auf den Spindeln 8 c auszugleichen, auf denen die Bearbeitungswerkzeuge 8 a bzw. 8 b zentrisch angebracht sind. Die Riementriebe 5 a und 5 b haben geringfügig differierende Übersetzungsverhältnisse.In contrast, an embodiment of the machine is shown in FIGS. 2 and 3, which is also suitable for heavy and asymmetrical workpieces, because with it the oscillation frequency can be selected independently of the lapping cone speed. In Fig. 2 only the headstock a is shown with references to its relationship to the headstock b, because the rest of the structure of the machine corresponds to that of Fig.1. The motor 1 drives a shaft 5 designed as a splined shaft, which drives the tool spindle 8 c quickly and in opposite directions via belt drives 3 a and 3 b. At the same time, the shaft 5 displaces the carrier 6, 6 via belt drives 5 a and 5 b, which are here as. Spindle supports are formed, rotating in the same direction or alternatively in opposite directions in slow rotations. On the spindle supports 6, 6, in turn, the disk 7 is arranged with an eccentricity that can be set and locked, which is provided here with a sleeve-shaped extension 7 a for the rotatable reception of the tool spindle 8 c. The belt drives 3 a and 3 b are elastic in order to compensate for the eccentric movements of the small pulleys on the spindles 8 c due to the off-center setting of the disc 7, on which the machining tools 8 a and 8 b are mounted centrally. The belt drives 5 a and 5 b have slightly different transmission ratios.

Bei beiden Ausführungsformen wird die Größe der Außermittigkeit der Bearbeitungswerkzeuge je nach Länge; Gewicht und Größe der vorgebohrten Zentrierungen des Werkstückes sowie entsprechend dem Zustand der Maschine gewählt, auf der die Werkstücke später weiterbearbeitet werden sollen. In der Regel kann die Exzentrizität auf beiden Seiten der Maschine gleich groß gewählt werden. Die Gegenläufigkeit der Bearbeitungswerkzeuge wird im allgemeinen eine Haltevorrichtung erübrigen, die aber gegebenenfalls elastisch im Schwingungszentrum anzugreifen hätte.In both embodiments, the size of the eccentricity is the Processing tools depending on length; Weight and size of the pre-drilled centerings of the workpiece and selected according to the state of the machine on which the Workpieces are to be further processed later. Usually the eccentricity can the same size can be chosen on both sides of the machine. The opposite of the Machining tools will generally dispense with a holding device, but that if necessary, would have to attack elastically in the center of vibration.

Bei beiden Ausführungsformen ist ferner der Schwingvorgang gleich, sofern gegenläufig gearbeitet wird. Das Werkstück nimmt, kontinuierlich schwingend, zwischen den beiden Extremstellungen »Achsversatz Null« (wenn sich die beiden Exzentrizitäten aufheben) und »Achsversatz Maximum« (wenn sich die beiden Exzentrizitäten addieren) jede mögliche Stellung ein, wobei die Maxima der Schwingungskurve sich wesentlich langsamer um das Werkstück bewegen, als sich die Läppkegel exzentrisch bewegen (Drehzahldifferenz!). Hierdurch wird die im Handläppverfahren beschriebene, zusätzliche Drehung des Werkstückes um seine Achse in ihrer Wirkung nachgeahmt, so daß sie bei der maschinellen Bearbeitung entfallen kann. Auch bei nicht umlaufendem Werkstück werden alle Stellen der Zentrierbohrungswan dung gleichmäßig und in bestimmtem Rhythmus von den Läppkegeln angegriffen.In both embodiments, the oscillation process is also the same, provided that the work is done in opposite directions. The workpiece, vibrating continuously, takes between the two extreme positions »axis offset zero« (if the two eccentricities cancel) and "Axis offset maximum" (if the two eccentricities add up) every possible position, whereby the maxima of the oscillation curve are significantly different Move more slowly around the workpiece than the lapping cones move eccentrically (speed difference!). This results in the additional rotation of the workpiece described in the hand lapping process about its axis mimicked in their effect, so that they can be used in machining can be omitted. Even if the workpiece is not rotating, all points are centered on the center bore wall dung attacked evenly and in a certain rhythm by the lapping cones.

Wird bei der Maschine nach den Fig. 2 und 3 gleichläufig gearbeitet, so ist der Schwingvorgang bezüglich des Bewegungsablaufes ähnlich und in seiner Wirkung gleich dem bei der Maschine nach Fig.1. Die Schwingfrequenz ist jedoch wesentlich niedriger als bei der Ausführungsform nach Fig. 1, weil die Exzentermittelpunkte sieh langsamer drehen als die Läppkegel. Auch tritt hierbei während etwa einer Exzenterumdrehung nur eine Schwingbewegung zwischen den Extremlagen auf, währendes bei Gegenläufigkeit zwei Schwingbewegungen sind.If the machine according to FIGS. 2 and 3 is operated in the same direction, so the oscillation process is similar in terms of the sequence of movements and in its The effect is the same as that of the machine according to Fig. 1. However, the oscillation frequency is essential lower than in the embodiment of FIG. 1, because the eccentric centers see turning slower than the lapping cones. This also occurs during approximately one rotation of the eccentric only an oscillating movement between the extreme positions, while it is counter-rotating are two oscillatory movements.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Machine for finishing pre-machined centering bores by means of rotating machining tools that taper towards the workpiece, such as B. grinding or lapping cone, with axial and radial workpiece support by the engaging in the centering bores machining tools and possibly further radial support by supporting members resting on the workpiece circumference, z. B. prismatic pieces, characterized in that at least one of the workpiece supports designed as a machining tool (8b) is attached eccentrically to a support (6) rotating about the main axis of the headstock.

2. Machine according to claim 1, characterized in that the two axial workpiece supports (8a and 8b) are arranged eccentrically on each of a rotatable carrier (6).

3. Machine according to claim 1 or 2, characterized in that both axial workpiece supports (8 a and 8 b) as processing tools, e.g. B. are designed as lapping cones.

4. Machine according to claim 2 or 3, characterized in that the number of revolutions of the two rotatable supports (6) is different and preferably adjustable.

5. Machine according to one of Claims 2 to 4, characterized in that the two Carrier (6), as known per se, can be rotated in opposite directions.

6. Machine according to one of claims 1 to 5, characterized in that the axial supports (8a, 8b) are adjustable with respect to their eccentricity in their carriers (6, 6).

7. Machine according to one of claims 1 to 6, characterized in that the axial supports (8a, 8b) are firmly connected to its carrier (6) (Fig. 1). Documents considered: German Auslegeschrift No. 1079 499; USA: Patent Nos. 2,250,017, 2,456,061.