DE1502431B2 - Kopierschleifmaschine - Google Patents

Description

Die Führungsrolle oder die Kopierschablone kann bei der Maschine gemäß der Erfindung auch ballig sein, welche Durchmesseränderung beim Kopieren auf das Werkstück übertragen wird, wenn die Axialverschiebung von Werkzeug und Werkstück relativ zueinander auch auf die Lage von Kopierschablone und Führungsrolle relativ zueinander übertragen wird; diese Möglichkeit ist allerdings auch bei den bekannten Maschinen an sich gegeben.

Die Erfindung soll nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert werden, die halbschematisch Ausführungsbeispiele der erfindungs-Maschine darstellen.

Es zeigt

F i g. 1 in Vorderansicht einen Teil einer Kopierschleifmaschine gemäß der Erfindung, wobei sich das Werkzeug außerhalb des Werkstücks befindet,

F i g. 2 eine Draufsicht auf die Teile der Maschine nach F i g. 1,

F i g. 3 in Draufsicht eine abgewandelte Ausführungsform einer Schleifmaschine gemäß der Erfindung,

F i g. 4 in Vorderansicht — teilweise geschnitten — die Maschine nach F i g. 3,

F i g. 5 im Axialschnitt die erfindungsgemäßen Teile einer Kopierschleifmaschine, bei der die Schleifscheibe im Innern des Werkstückes arbeitet, und

F i g. 6 schematisch in Draufsicht eine weitere Ausführungsform der Kopierschleifmaschine nach der Erfindung dar.

Bei der Maschine gemäß F i g. 1 und 2 soll ein Lagerzapfen 1 auf ein ovales Profil geschliffen werden. Der Abschnitt 2 des Werkstückes, an dem sich dieser Lagerzapfen befindet, wird zwischen der Spindel 3 und der Körnerspitze 4 gehalten; die beiden Spitzen 3 und 4 sind elastisch. Das Werkstück 2 wird mittels des Mitnehmers 5 angetrieben, der mit der Spitze 3 der Spindel verbunden ist. Die Schleifscheibe 6 arbeitet unter den üblichen Bedingungen für einen zylindrischen Schliff. Ein Sockel 7, der auf dem Tisch 7 α der Schleifmaschine fest angebracht ist, trägt einen elastischen vertikalen Stab 8, der an seinem freien Ende ein Gelenk in Form eines Zapfens 9 aufweist. Er dient als Lagerzapfen für einen zweiarmigen Hebel 10, der an seinem einen äußeren Ende die Leitrolle 11 trägt und an seinem anderen äußeren Ende eines der Gabelgelenke 12 α einer Leitstange 12 aufnimmt. Das andere Gabelgelenk 12 b dieser Leitstange umschließt die Körnerspitze 4. Die Führungsrolle 11 rollt auf der Unrundschablone 13, deren Form der Unrundform des Werkstückes entspricht. Die Längenänderungen des Schablonenradius zwischen dem Mittelpunkt der Schablone und dem Berührungspunkt mit der Führungsrolle bewirken eine Veränderung des Abstandes zwischen den Mittelpunkten der Führungsrolle und der Schablonenachse. Der elastische Stab biegt sich proportional dieser Veränderung, und seine elastische Rückstellkraft wird mittels des Hebels 10 auf die beiden elastischen Spitzen 3 und 4 im umgekehrten Verhältnis der Hebelarme des Hebels 10 übertragen. Die Elastizität der Spitzen 3 und 4, die Längen der Arme des Hebels 10 sowie die Lage des Gelenkzapfens 9 wurden in dem dargestellten Ausführungsbeispiel so festgelegt, daß ein konstantes Profil längs des Werkstückes erhalten wird. Der Andruck der Schleifscheibe mag zwar zunächst das Kräftegleichgewicht stören, doch mit der Beendigung des Schleifvorganges, wenn also die weitere radiale Zustellung und damit auch der radiale Andruck der Schleifscheibe enden, geht diese Störung gegen Null. Eine Änderung der Federkraft des vertikalen Stabes 8, die z. B. durch Vertikalverschiebung eines Zaumes 14 bewirkt werden kann, ändert entsprechend das Verhältnis zwischen den Elastizitäten der Spitzen 3 und 4 einerseits, des Stabes 8 andererseits, womit auch das Kopierverhältnis zwischen der Unrundschablone und dem

ίο Werkstück sich in gleichem Maße ändert. Mit anderen Worten wird das Kopierverhältnis bestimmt durch das Verhältnis der Federkräfte.

Die F i g. 3 und 4 zeigen eine andere Ausführungsform der Kopierschleifmaschine gemäß der Erfindung. Auch hier arbeitet die Schleifscheibe außen auf dem Werkstück, das fliegend über einen einzigen elastischen Dorn gehalten wird. Gemäß F i g. 3 und 4 ist das Werkstück 15 in der Spannzange 16 gehalten und wird mittels der Schleifscheibe 17 bearbeitet.

Die Unrundschablone 18 ist mit der Spannzange 16 fest verbunden; diese Baugruppe ist über einen elastischen Abschnitt 20 mit dem in der Maschinenspindel sitzenden Konus 19 verbunden. Die Führungsrolle 21, die auf der Unrundschablone 18 läuft, ist an einem biegsamen Stab 22 angebracht, der seinerseits fest auf dem Ständer 23 des Maschinengestells sitzt. Die Größe der Federkraft des Stabes 22 ist veränderbar durch Verschieben des Zaumes 22 a. Die Werkstückspindel 25 ist samt der Schablone axial beweglich. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Profil, welches auf das Werkstück 15 zu übertragen ist, längs der Mantellinie 26 gewölbt. Die örtliche Profilgebung des Werkstückquerschnitts wird mittels der Unrundschablone 18 bestimmt, während die Wölbung dieses Profils längs der Mantellinie 26 durch die Führungsrolle 21 abgebildet wird, deren Mantellinie 27 entsprechend geformt ist. Auf diese Weise kann man Oberflächen schleifen, deren Profildurchmesser sich längs der Mantellinie ändern.

Die Erfindung ist nicht auf solche Maschinen beschränkt, bei denen die Schleifscheibe eine Außenform des Werkstückes bearbeitet. F i g. 5 zeigt eine mögliche Ausführungsform, bei der die Innenfläche eines gewölbten Spezialprofils einer Lagerbuchse 28 geschliffen werden soll. Die Lagerbuchse ist mittels eines Spannfutters 29 gehalten, die über einen elastischen Dorn 30 mit der Spindel 32 verbunden ist. Der Schleifscheibenträger 31 und die elastischen Stäbe 33, 34 sind auf einen gemeinsamen Schlitten in Richtung parallel der Rotationsachse relativ verschieblich. Die Stäbe 33, 34 tragen Führungsrollen 35 bzw. 36, welche auf der Doppelunrundschablone 37 laufen. Mit dem Axialvorschub der Schleifscheibe werden die Schablonenteile 37 a, 37 b längs den gekrümmten Mantellinien 39, 40 der Führungsrollen abgetastet. Je nach der eingestellten Flexibilität der elastischen Stäbe 33, 34 ergibt sich eine Vergrößerung oder Verringerung des Querschnitts beim Fortschreiten der Arbeit in Axialrichtung; Die Querschnittsform wird dabei bestimmt durch die Schablonenteile 37 α bzw. 37 b. Auf diese Weise kann man mit geringem Aufwand und trotzdem höchster Genauigkeit auch komplizierte Formen der Mantelfläche 41 erzielen.

F i g. 6 stellt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schleifmaschine dar. Hier soll stirnseitig ein Ring geschliffen werden. Der zu bearbeitende Ring 42 ist auf einer Planscheibe 43 ein-

gespannt. Die Planscheibe sitzt auf der Werkstückspindel 44, wobei wieder ein elastischer Dorn 45 zwischengeschaltet ist, und trägt eine Einfach- oder Mehrfach-Kopierschablone 46. Auf dieser Schablone 46 laufen Führungsrollen 47 und 48, die wiederum auf den elastischen Stäben 49 bzw. 50 angebracht sind, die hier ortsfest sind. Man erhält demnach eine veränderliche Dicke der Scheibe 42 gemäß einem vorbestimmten Gesetz, welches der gewünschten Ausbildung des Werkstückes entsprechend sich als Folge der relativen Bewegung zwischen der Planscheibe 42 und der Schleifscheibe 51 ergibt. Verwendet man mit der Schleifscheibe querverschiebliche Stäbe und profiliert man die Führungsrollen wie im Ausführungsbeispiel nach F i g. 5, so läßt sich zusätzlich eine Balligkeit des Ringquerschnitts in radialer Richtung erzielen.

Man erkennt aus den vorstehenden Erläuterungen, daß erfindungsgemäß keine Rückführeinrichtungen od. dgl. vorgesehen sind, so daß keine Gefahr für eine Regelverstellung im Laufe längerer Betriebszeit besteht und damit eine genauere Produktion eines Werkstücks erzielt werden kann, auch bei langlaufenden großen Serien. Gleichwohl ist die Maschine gemäß der Erfindung sehr einfach und deshalb besonders preisgünstig; man kann die erfindungsgemaß vorgesehenen Einrichtungen auch bei Schleifmaschinen üblicher Bauart nachträglich anbringen, ohne daß erhebliche Umbauten erforderlich wären. Ferner ist leicht zu erkennen, daß bei hohen Kopierverhältnissen in der Größenordnung von 100: 1 oder noch höher die Bearbeitungsgenauigkeit sehr hoch ist, weil auch etwaige Schablonenfehler nur im Verhältnis 100:1 oder höher übertragen werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 2 Darüber hinaus soll das Maßstabsverhältnis zwi- Patentansprüche: sehen Kopierschablone und Werkstück einstellbar sein, und zwar auf einfache, jedoch reproduzierbare

1. Kopierschleifmaschine mit ortsfest gelager- Weise.

ter Werkzeugwelle und elastisch gelagertem 5 Bei der erwähnten Kopierschleifmaschine nach der Werkstück, auf dessen Welle eine Kopierscha- schweizerischen Patentschrift 180 127 wird auf den blone angeordnet ist, die von einer der Werk- eigentlichen Kopiervorgang nicht näher eingegangen, Stücklage steuernden Führungsrolle abgetastet doch ist erkennbar, daß durch die Reibung des wird, dadurch gekennzeichnet, daß Supports in seiner Führung die Kopiergenauigkeit die Führungsrolle (11, 21, 35, 36, 47, 48) an der io nicht sehr gut sein dürfte, insbesondere bei verKopierschablone (13,18, 37, 46) mit einer der hältnismäßig schnellem Vorschub, wie er dort angeelastischen Vorspannung des Werkstücks (1,16, strebt wird.

28, 42) entgegengerichteten elastischen Vorspan- Bei einer Kopierschleifmaschine nach der bri-

nung anliegt, und daß die Verlagerung der Werk- tischen Patentschrift 802 781 ist eine Hilfsschablone

stückachse (3/4, 20, 30, 45) in Richtung der ela- 15 vorgesehen, die mit einer Hilfsführungsrolle zu-

stischen Kräfte allein durch deren augenblick- sammenarbeitet, um Änderungen des Spiels bei der

liehe Größe und das Verhältnis der einander ent- Abtastung auszugleichen. Der Mechanismus ist kom-

gegengerichteten Elastizitäten gegeben ist. pliziert, ohne doch das Reibungsproblem bef riedi-

2. Kopierschleifmaschine nach Anspruch 1, gend lösen zu können.

dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Vor- 20 Die französische Patentschrift 1 014 601 befaßt

spannung der Werkstückwelle oder der Füh- sich mit dem Problem, eine Kopierschablone herzu-

rungsrolle zur Festlegung des Maßstabsverhält- stellen, nicht jedoch mit dem Problem des Vermei-

nisses zwischen Schablone und Werkstück ein- dens von Abtastfehlern. Die USA.-Patentschrift

stellbar ist. 2 848 848 geht über den vorerwähnten Stand der

3. Kopierschleifmaschine nach Anspruch 1 25 Technik nicht hinaus, soweit die Erfindungsaufgabe oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Scha- betreffen ist.

blone und die Führungsrolle in Axialrichtung Die Erfindung schlägt nun vor, die obengenannte gemeinsam mit der Werkstückwelle bzw. der Aufgabe dadurch zu lösen, daß die Führungsrolle an Werkzeugwelle relativ zueinander verschieblich der Kopierschablone mit einer der elastischen Vorsind und daß die Führungsrolle (21, 35, 36) oder 30 spannung des Werkstücks entgegengerichteten elastidie Kopierschablone (46) einen sich in Axial- sehen Vorspannung anliegt, und daß die Verlagerichtung in vorgegebener Weise ändernden Durch- rung der Werkstückachse in Richtung der elastischen messer aufweisen, welche Durchmesseränderung Kräfte allein durch deren augenblickliche Größe und auf dem Werkstück abzubilden ist. das Verhältnis der einander entgegengerichteten EIa-

35 stizitäten gegeben ist.

Das der Erfindung zugrunde liegende Prinzip läßt

sich am einfachsten an Hand der bekannten Kopierschleifmaschinen mit elastisch gelagertem Werkstücksupport erläutern. Zu dieser Elastizität tritt gemäß

Die Erfindung betrifft eine Kopierschleifmaschine 40 der Erfindung eine weitere elastische Kraft, die der mit ortsfest gelagerter Werkzeugwelle und elastisch ersteren entgegengerichtet ist und auf die Führungsgelagertem Werkstück, auf dessen Welle eine Kopier- rolle einwirkt (bei kinematischer Umkehr, wenn schablone angeordnet ist, die von einer die Werk- also die Führungsrolle werkstückseitig und die Kostücklage steuernden Führungsrolle abgetastet wird. pierschablone werkzeugseitig angeordnet ist, wird Eine solche Maschine ist aus der schweizerischen 45 selbstverständlich die erwähnte zweite elastische Patentschrift 180 127 bekannt; die bekannte Ma- Kraft auf die Kopierschablone einwirken). Das Verschine weist einen Support auf mit Lagern für die hältnis zwischen den Elastizitäten bestimmt den Ko-Werkstückwelle, der unter Federvorspannung an piermaßstab; es ist zweckmäßig einstellbar. Die Lage das Werkzeug — eine umlaufende Schleifscheibe — der Werkstückwelle wird, wie bei den herkömmlichen geführt ist. Die Führungsrolle steuert eine Hydrau- 50 Maschinen, durch die Auslenkung infolge Änderung likeinrichtung, die ihrerseits auf die Werkstückwelle des Achsabstandes von Kopierschablone und Füheinwirkt, um so eine konstante Relativgeschwindig- rungsrolle bestimmt; die Änderung dieses Achsabkeit an der Berührungsstelle zwischen Werkzeug Standes wird jedoch nur gemäß demjenigen Bruchteil und Werkstück zu bewirken. Für die eigentliche auf die Werkstückwelle übertragen, der dem VerFormgebung ist eine weitere Kopierschablone vorge- 55 hältnis der Elastizitäten entspricht, während der versehen, die ebenfalls auf der Werkstückwelle sitzt und bleibende Anteil die Führungsrolle auslenkt. Wollte von der Federvorspannung in Eingriff mit einer man dasselbe Problem, wie es näher läge, durch eine weiteren, auf der Werkzeugwelle angeordneten Füh- Maßstabsverringerung mittels Hebelgetrieben erreirungsrolle gehalten ist. chen, so ergäben sich zwangläufig die obenerwähn-Aufgabe der Erfindung ist es, die Kopierschleif- 60 ten Fehler durch Reibung, toten Gang und Trägmaschine der eingangs genannten Gattung so auszu- heitseinflüsse, die letzteren besonders, wenn mit bilden, daß die Kopiergenauigkeit von Trägheits- und hohem Vorschub gearbeitet werden soll. Gerade das Reibungseinflüssen unabhängig ist, die bei den üb- ist aber erwünscht bei nur kleinen Exzentrizitäten liehen Kopierverfahren selbst bei aufwendigem der zu bearbeitenden Werkstückfläche, weil dann die Aufbau der Kopiereinrichtung bisher nicht vermeid- 65 Materialabtragung nur gering ist und die Vorschubbare Fehler einführten, wenn die zu schleifenden geschwindigkeit maßgeblich bestimmt ist durch die Flächen z. B. extrem kleine Exzentrizitäten aufweisen höchstmögliche Abtastgeschwindigkeit der Kopiersollen, schablone.