DE1806320A1 - Gelenkige Aufhaengung des Werkzeugs oder Werkstuecks beim Honen - Google Patents

Description

• Gelenkige Aufhängung des Werkzeugs oder Werkstücke beim Honen Die Erfindung betrifft eine Aufhängung des Werkzeugs oder Werkstücks beim Honen, die zum Ausgleioh von Richtungsabweichungen zwischen Honspindel- und Werketückachse gelenkig ist.
• Mit dem Honen soll u.a. die Abweichung der Form der gehonten Fläche von der Idealform auf ein zulässiges Maß verringert werden.
• Fluchtungsfehler zwischen Honspindelachse und Werketückachse führen zu Formfehlern oder zu Bruch, wenn die Honahle starr mit der Spindel und das Werkstück starr mit dem Maschinentisch verbunden ist. Diese Formfehler sind auf Querkräfte, die beim Honen senkrecht zur Honspindelachse zwischen den Honleisten und dem Werkstück übertragen werden, zurückzuführen. Man muß also eine starre Verbindung zwischen Honspindel und Masohinentisch über Werkzeug und Werkstück vermeiden, damit keine Querkräfte übertragen werden können.
• Dies ist bekannt, und man gestattet deswegen dem Werkstück oder der Honahle tranelatorische Ausgleichsbewegungen in der Ebene senkrecht zur Honspindelachse und Schwenkbewegungen um Drehachsen, die in dieser Ebene liegen (Klepzig Fachberichte, April 1967, S. 221 bis 224). Die einzelnen Beweglichkeiten können auf die Werkstück- und die Werkzeugaufhängung verteilt werden. Soll das Werkstück die genannten Schwenkbewegungen ausführen, so hängt man es üblicherweise in einem Kreuzgelenk auf, dessen Drehachsen o*Akreeht auf der Ilonspindelachse stehen. Liegt die Schwenkbar@eit in der Werkzeugaufhängung, so verbindet man hierzu im allgemeinen die Honahle über ein Kugelgelenk mit der Honspindel. @er Ktlgelgelenkmittelpunkt liegt dabei zwischen Honahle und Honspindel.
• Beide genannten Koastruktionen sind Ursachen für For@@@hler der gehonten Werkstückfläche. Bild 1 zeigt sohematisch eine Innenhonable 1. Disse befindet sich in einer Werkstückbohrung in der Nähs ihres der Honspindel 2 zugewandten Umkahrpunktes.
• Ihre Hubbowegung ist in des Werkstück hineingerichtet. Das Werkstück 3 ist starr mit dem Maschinentisch verbunden. Eine aus einem beliebigen Grund aufgetratone leichte Neigung der Honahle gegenüber der Werkstückachse - wie sie im Bild 1 übertrieben dargestellt ist - ruft Kräfte horvor, die bestrebt sind, diese Neigung zu verstürken. Diese Instabilität erzaugt an den Werkstückenden Vorweiten der Bohrung und zwar an dem Ende, das der Honspindel zugswandt ist, in stärkerem Maße, als an dem gegenäborliegenden Warkstückende. Eine äbnliche Ursache bewirkt Formfehler, wenn das Workstück in der beschriebenen Weise sohwenkbar aufgshkgt wird, Der Fehler läßt sich durch eine gewisse Asymmetrie der Warkzeughubbewegung teilweise beseitigen. Träte die genannte Fohlerur@ache nicht auf, ao würde man die Hubbewegung der Honahle so begrenzen, daß die Laisten an den heiden Umkehrpunkten gleich woit aus dem Werkstück herausträten. Die Hub bewegung wäre symmetrisch zur Werkstückmitte in axialer Richtung.
• Um den genannten Effekt auszugleichen, kann man den Honleistenüberlauf an dem der Honapindel zugewandten Umkerhpunkt verringern und den Überlauf am anderen Umkehrpunkt vo@größern. Die Hubbewegung ist dann asymmetrisch zur Werkstückmitte in axialer Richtung.
• Zu einem möglichs@ vollkommenen Ausgleich der genannten Fehlerursache bedarf as jedoch in jedem Bearbeitungsfall einer Ermittlung der optimalen Asymm@trie durch -ersuche.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Führung zwischen Honahle und Werkstück zu verbessern, dadurch den Honvorgang zu stabilisieren und die Suche nach einer optimalen Asymmetrie der Hubbewegung unnötig zu machen.
• Dies wird dadurch erreicht, daß die resultierende, axiale Schnittkraft, die an der Honleistenoberfläche auf das schwenkbare Teil wirkt, d.h. auf die schwenkbare Honahle oder das schwenkbare Werkstück, stets oder während des deutlich größeren Teils eines Dop@@@@hubes der Honahle von der belasteten Zone des Schwenkge@ @@@ @ar axislen Mitte des im Eingriff befindlichen Teils der Honleisten weist.
• Bild 2 zeigt als iusführungsbeispiel der Erfindung eine Innenhonahle. Uber den Kugelgelenkbolzen 4 ist die Ahle mit der Spindel verbunden. Bewegt sich das Werkzeug in Richtung i, so wird die Axialkraft an der Kugelkappe 5 übertragen. Bewegt es sich in entgegengesetzter Richtung, so ist die Kugelkappe 6 die belastete Zone des Kugelgelenks. In Jeder Bewegungsrichtung wird die Honahle durch die zu bearbeitende Bohrung gezogen, so daß keine destabilisierenden, sondern nur stabilisierende Kippbewegungen bzw.
• Kräfte auftreten können. Die beiden Kugelkappen sind Teile einer einzigen Kugel, deren Mittelpunkt in axialer Richtung in der Mitte der Honleisten 7 liegt. Um diesen Punkt kann die Ahle in einem begrenzten Bereich Schwenkbewegungen ausführen. Die Gelenkvorspannung kann durch die zu konternde Schraube 8 eingestellt werden. Der Kugelgelenkbolzen 4 wird durch den einseitig kugeligen Stopfen 9 verschlossen. Im Innern des Gelenkbolzens befindet sich der axial gegen dieDruckfeder 10 verschiebliche Doppelkonus 11, der zum radialen Spreizen der Honleistenträger 12 bzw. der Honleisten 7 dient. Der Doppelkonus hat ein Radialayiel in der Größenordnung von einem oder wenigen Millimetern gegenüber dem Gelenkbolzen 4, ebenso wie der Qelenkbolzen gegenüber dem Honahlengehäuse 13. Der Doppelkonus ist jedoch durch die Krallen 14 an Radialverlagerungen gegenüber dem Honahlengehäuse gehindert.
• Diese Krallen dienen gleichzeitig zur Itbertragung des Drehmoments um die Honspindelachse vom Gelenkbolzen 4 auf das Honahlengehäuse 13. In der Höhe des Kugelgelenkiittelpunktes angebracht, stören die Krallen die freie Schwenkbarkeit des Honahlengehäuses gegenüber dem Gelenkbolzen nicht.
• Bild 3 zeigt schematisch als weiteres lusführungebeispiel ein schwenkbares, erfindungsgemäß aufgehängtes Werkstück. Das Werkstück 15 ist in dem Vorrichtungsteil 16 festgespannt.
• Teil 16 ist über die kugeligen Flächen 17 kugelgelenkig mit dem Ständer 18 verbunden. Die beiden, den Gelenkkopf bildenden Flächen 17 und die Gelenkpfanne 19 haben einen gemeinsamen Kugelmittelpunkt, der etwa in der Werkstückmitte liegt. Zur Verminderung der Gelenkreibung kann it Kugellagerung 20 verwenden.
• Das Drehmoment um die Honspindelachse 21 wird am besten in Höhe des Gelenkmittelpwiktes von Teil 16 auf den Ständer 18 übertragen. Hierzu dienen die Arme 22.
• Statt eines Kugelgelenkes kann sowohl zur Honahlen - als auch zur Werkstückaufhängung eine entsprechend andere Gelenkkonstruktion verwendet werden.
• Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die optimale Hubbewegung der Honahle stets symmetrisch zur Werkstückmitte in axialer Richtung ist. Somit werden Versuche zur Ermittlung der optimalen Asymmetrie der Hubbewegung unnötig.
• Die Werkstückformfehler, die sich unter Benutzung der Erfindung beim Honen einstellen, sind geringer als bei Bearbeitung mit herkömmlichen Mitteln. Das gilt selbst dann, wenn mit herkömmlichen Mitteln und optimaler Asymmetrie der Hubbewegung gearbeitet wird.
• Die Formgenauigkeit der gehonten Werkstücke wird durch die Erfindung unempfindlicher gegen Abweichungen von der optimalen Hublänge, so daß der Aufwand zur Bestimmung des optimalen Hubes abnimmt. Die genannten Vorteile wurden anhand der Ergebnisse umfangreicher Versuche festgestellt. Schließlich ergibt sich beim horizontalen Langhubhonen der Vorteil, daß das Gewicht der Honahle nicht mehr wie bisher vom Werkstück, sondern gänzlich vom Gelenk aufgenommen wird.

Claims (8)

Patentansprüche

1. Gelenkige Aufhängung des Werkzeugs oder Werkstüoks beim Honen dadurch gekennzeichnet, daß die resultierende, axiale Schnittkraft, die an der Honleistenoberfläche auf das schwenkbare Teil wirkt, d.h. auf die schwenkbare Honahle oder das schwenkbare Werkstück, stets oder während des deutlich größeren Teils eines Doppelhubes der Honahle von der belasteten Zone des Schwenkgelenkes zur axialen Mitte des im Eingriff befindlichen Teils der Honleisten weist.

2. Gelenkige Aufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkflächen Kugeln oder Zylinder oder Teile von diesen sind.

3. Gelenkige Aufhängung des Werkzeugs nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß alle das Gelenk bildenden kugeligen Flächen einen gemeinsamen Krümmungemittelpunkt haben, oder daß die das Gelenk bildenden zylindrischen Flächen, die zueinander parallele Mantellinien aufweisen, eine gemeinsame Achse haben und daß der Kugelmittelpunkt bzw. die Zylinderachsen axial etwa in der Mitte der Honleisten oder -segmente liegen.

4. Gelenkige Aufhängung des Werkzeuge nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kugel- oder die Zylinderdurohmesser nicht wesentlich kleiner als die Honleisten oder -segmente in axialer Richtung sind.

5. Gelenkige Aufhängung des Werkstücke nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugel- oder Zylinderdurchmesser nicht wesentlich kleiner als die Länge der zu honenden Werkstückfläche in axialer Richtung ist.

6. Gelenkige Aufhängung des Werkstücke nach Anspruch 1, 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß alle das Gelenk bildenden kugeligen Flächen einen gemeinsamen Krümmungemittelpunkt haben, oder daß die das Gelenk bildenden zylindrischen Flächen, die zueinander parallele Mantellinien aufweisen, eine gemeinsame Achse haben und daß der Kugelmittelpunkt bzw. die Zylinderachsen axial etwa in der Höhe der Mitte der zu honenden Werkstückfläche liegen.

7. Gelenkige Aufhängung des Werkzeugs nach Anspruch 1 bis 3 bzw.

des Werkstücks nach Anspruch 1, 2, 5 und 6,dadurch gekennzeichnet, daß das um die Honspindelachse wirkende Drehmoment axial in Höhe des Kugelmittelpunktes oder der Zylinderachsen zwischen dem schwenkbaren und dem starren Teil des Gelenkes übertragen wird.

8. Gelenkige Aufhängung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen den gegeneinander beweglichen Gelenkflächen Wälzkörper befinden, die die Gelenkreibung vermindern.

L e e r s e i t e