DE1943659A1

DE1943659A1 - Laepp machine

Info

Publication number: DE1943659A1
Application number: DE19691943659
Authority: DE
Inventors: Harold Graham
Original assignee: LIQUID ABRASIVE PROCESSES Ltd
Current assignee: LIQUID ABRASIVE PROCESSES Ltd
Priority date: 1968-08-28
Filing date: 1969-08-28
Publication date: 1970-03-12
Also published as: GB1231502A; CH486959A; FR2017187A1

Description

ff-8,ff-8,

DIPL-ING. H. FINK PATENTANWALT ■ 7300 ESSLINGEN(NECKaR) · HINDENBURGSTRASSE 44DIPL-ING. H. FINK PATENTANWALT ■ 7300 ESSLINGEN (NECKaR) · HINDENBURGSTRASSE 44

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21. August 1969 Be P 5753 August 21, 1969 Be P 5753

Liquid Abrasive Processes Limited, Industrial Estate,Liquid Abrasive Processes Limited, Industrial Estate,

Arran Road, Dolgellau, Merioneth, North Wales (Großbritannien)Arran Road, Dolgellau, Merioneth, North Wales (UK)

"Läppmaschine""Lapping machine"

Beanspruchte Priorität: Britische Patentanmeldung 41 013/68Claimed priority: British patent application 41 013/68

vom 28. August 1968dated August 28, 1968

Die Erfindung betrifft eine Läppmaschine.The invention relates to a lapping machine.

Es sind viele Arten von Schleifmaschinen bekannt. In der Praxis hat sich herausgestellt, daß ein Nachteil dieser Haschinen darin besteht, daß insbesondere beim Bearbeiten großflächiger dünner Werkstücke das Werkstück sich auszudehnen sucht und sich infolge der beim Schleifen entstehenden Hitze verformt. Deswegen kann ein sehr hoher Grad an Genauigkeit nur sehr schwer oder gar nicht erreicht werden. Bei gewissen Haschinen besteht außerdem der Kachteil, daß das in eine Trägermasse eingebettete Schleifmittel schnell unwirksam wird, da eich das Schleifmittel beim Gebrauch abnutzt und von den eingebetteten Teilchen nur wenige Kanten oder in einigen Pällen vielleicht jeweils nur eine Xante am Werkstück angreifen können oder kann.Many types of grinding machines are known. In practice it has been found that a disadvantage of this Haschinen consists in the fact that the workpiece expands, especially when machining large, thin workpieces and deforms as a result of the heat generated during grinding. Because of this, a very high degree of accuracy can be achieved can only be reached with great difficulty or not at all. With certain machines there is also the disadvantage that this is converted into a Backing embedded abrasives quickly becomes ineffective as the abrasive wears away with use and from the embedded particles only attack a few edges or, in some balls, maybe only one Xante at a time on the workpiece can or can.

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Die hauptsächliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Ausbildung einer Läppmaschine, bei der die oben erwähnten Nachteile vermieden oder mindestens vermindert sind.The main object of the present invention is in the design of a lapping machine in which the above-mentioned disadvantages are avoided or at least reduced.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Läppmaschine gekennzeichnet durch eine Grundplatte, durch mindestens einen auf der Grundplatte verschiebbaren Läppkopf, wobei jeder Läppkopf mehrere drehbar daran angebrachte Läppscheiben aufweist, und durch eine Vorrichtung, wodurch diese Läppscheiben epyzyklisch bewegt werden.In accordance with the present invention, the lapping machine is featured by a base plate, by at least one lapping head that can be displaced on the base plate, each lapping head has a plurality of lapping disks rotatably mounted thereon, and by a device whereby these lapping disks are epicyclic be moved.

Eine besondere Bauform der Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung als Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung beschrieben· Es zeigenA special design of the invention is described below as an exemplary embodiment with reference to the accompanying drawing of the subject matter of the invention described · Show it

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Läppmaschine, Fig. 2 eine Seitenansicht in Richtung des Pfeiles A in Fig. 1, Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie B-B in Fig. 1 und Fig. M- einen Schnitt durch eine bevorzugte Ausführung einer Läppscheibe· 1 shows a perspective view of a lapping machine, FIG. 2 shows a side view in the direction of arrow A in FIG. 1, FIG. 3 shows a section along line BB in FIG. 1 and FIG. M shows a section through a preferred embodiment of a lapping disc ·

Entsprechend der Zeichnung hat eine Läppmaschine gemäß der Erfindung eine Grundplatte 10 mit einer Wanne 12 zur Auf nahme von Schleifmittelflüssigkeit. Innerhalb der Wanne befindet sich eine ein Rührwerk und einen Magnetabscheider aufweisende Einheit (nicht dargestellt), welche Späne magnetisch aus der Schleifmittelflüssigkeit entfernt. Weiterhin ist eine Pumpe 14- auf der Grundplatte "befestigt (Fig. 3)» welche Schleifmittelflüssigkeit aus der Wanne .saugt und diese dem Werkstück und den Läppköpfen wie nachfolgend beschrieben zuführt. According to the drawing, a lapping machine according to the invention has a base plate 10 with a tub 12 for receiving abrasive liquid. Inside the tub there is a unit (not shown) which has a stirrer and a magnetic separator , which removes chips magnetically from the abrasive liquid. Furthermore, a pump 14 is attached to the base plate (Fig. 3) which sucks the abrasive liquid from the tub and feeds it to the workpiece and the lapping heads as described below.

Auf der Grundplatte sind Führungsschienen 18 befestigt. Zwei Läppköpfe 20 und 22 sind verschiebbar darauf angebracht. Eine Leitspindel 24 ist in einer Ausnehmung der Grundplatte vorge- Guide rails 18 are attached to the base plate. Two lapping heads 20 and 22 are slidably mounted thereon. A lead screw 24 is provided in a recess in the base plate.

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! sehen. Die Leitspindel hat Links- und Rechtsgewinde, so daß j "beim Drehen der Spindel die einander gegenüberliegenden! see. The lead screw has left and right threads so that j "when turning the spindle, the opposite

S Läppköpfe sich aufeinander zu oder voneinander weg "bewegen.S lapping heads move towards or away from each other.

Jeder der Läppköpfe hat einen massiven Lagerbock 26 "bzw. 28, der Jeweils verschiebbar auf den Führungsschienen angebracht j ist, und eine Mutter (nicht dargestellt), die jeweils auf einem der Gewindeteile der Leitspindel angeordnet ist.Each of the lapping heads has a massive bearing block 26 "or 28, each slidably mounted on the guide rails, and a nut (not shown), each on one of the threaded parts of the lead screw is arranged.

Der Lagerbock Jeden Läppkopfes 20 oder 22 trägt ein fest damit verbundenes Stirnrad 34 oder 36, das jeweils auf einem Tragblock 38 oder 40 angebracht ist. Wie aus Fig. 1 hervorgeht, ist das Stirnrad entsprechend unterteilt,, so daß es • nötigenfalls entfernt und ersetzt werden kann.The bearing block of each lapping head 20 or 22 carries a solid with it connected spur gear 34 or 36, each on a Support block 38 or 40 is attached. As can be seen from Fig. 1, the spur gear is subdivided accordingly, so that it • can be removed and replaced if necessary.

Eine Welle 4-2, 44· ist durch den Tragblock eines jeden Stirnrades hindurchgeführt und trägt eine drehbare Kopfplatte 30, 32, die am Umfang Zähne 46 aufweist. Es ist möglich, die Welle fest einzubauen und auf dieser die Kopfplatte mittels Rollen- oder ähnlichen Lagern drehbar anzuordnen oder die Kopfplatte auf der Welle zu befestigen und jede Welle im zugehörigen Lagerbock drehbar zu lagern.A shaft 4-2, 44 · is through the support block of each spur gear passed through and carries a rotatable head plate 30, 32 which has teeth 46 on the circumference. It is possible that The shaft is to be installed and the top plate can be rotated on this by means of roller bearings or similar bearings, or the To fasten the head plate on the shaft and to rotate each shaft in the associated bearing block.

Bei der beschriebenen Maschine weist jede Kopfplatte fünf jeweils in gleichem Abstand auf einem Kreis angeordnete Bohrungen auf, wobei der Kreisdurchmesser so bemessen ist, daß Trägerwellen 50, welche Ritzel 52 tragen, in Lagern (nicht dargestellt) in den Bohrungen gelagert werden können, wobei die Ritzel in die Zähne des jeweils zugeordneten festen Stirnrades eingreifen. Jede Trägerwelle trägt eine drehfest · damit verbundene Läpp scheibe 54·. Die Läppköpfe sind so angeordnet, daß die Läppscheiben einander gegenüberliegen und durch Drehen der Leitspindel aufeinander zu und voneinander weg bewegt werden können. An jedem Lagerbock ist auch einIn the machine described, each head plate has five equally spaced on a circle Bores, the diameter of the circle being dimensioned so that support shafts 50, which carry pinions 52, are in bearings (not shown) can be stored in the bores, with the pinion in the teeth of the respectively assigned fixed Engage the spur gear. Each carrier shaft carries a lapping disk 54 connected to it in a rotationally fixed manner. The lapping heads are arranged so that the lapping disks are opposite one another and by turning the lead screw towards and from one another can be moved away. There is also one on each bearing block

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Antriebsritzel 56 angebracht, das entweder in die am Rande der zugeordneten Kopfplatte vorgesehenen Zähne eingreift oder wie in der Zeichnung dargestellt mittels eines Zahnriemens 58 mit der Kopfplatte formschlüssig verbunden ist. Die Antriebsritzel sind auf Abtriebswellen von Untersetzungsgetrieben 60 angebracht, deren Antriebswellen von einer Energiequelle (nicht dargestellt), zum Beispiel einem elektrischen Motor, angetrieben werden.Drive pinion 56 attached, which engages either in the teeth provided on the edge of the associated head plate or, as shown in the drawing, is positively connected to the head plate by means of a toothed belt 58. The drive pinions are mounted on output shafts of reduction gears 60, the drive shafts of a Energy source (not shown), for example an electric motor, are driven.

Bei der vorstehend beschriebenen Maschine können die Köpfe jeweils um.etwa 305 mm von der Mittellinie der Grundplatte aus bewegt werden, so daß die Läppscheiben aus einer Stellung, in der sie sich gegenseitig berühren, bis zu einem gegen- _: seit igen Abstand von etwa 610 mm bewegt werden können.In the above described machine, the heads may each um.etwa 305 mm from the center line of the base plate from being moved, so that the lapping wheels from a position in which they touch each other, up to a _counter: since sodium distance of approximately 610 mm can be moved.

Die Leitspindel wird von Hand angetrieben und bewegt den Kopf um etwa 6,4 mm je Umdrehung.The lead screw is hand driven and moves the head about 6.4 mm per revolution.

Jedes der Stirnräder 34 und 36 weist 195 Zähne auf und jedes der fünf Ritzel 52 30 Zähne. Die Kopfplatte hat einen Durchmesser von etwa 1320 mm und jede Läppscheibe von etwa 559 mm. Diese liegen auf einem Kreis mit einem Durchmesser von etwa 496 mm.Each of the spur gears 34 and 36 has 195 teeth and each of the five pinions 52 has 30 teeth. The head plate has a diameter of about 1320 mm and each lapping disc of about 559 mm. These lie on a circle with a diameter of about 496 mm.

Der Antrieb der Kopfplatte ist so bemessen, daß sich diese mit 10 U/min dreht und daß sich die Läppscheiben jeweils mit 65 U/min um ihre eigenen Drehachsen drehen.The drive of the top plate is dimensioned so that it moves with 10 rev / min and that the lapping disks each rotate at 65 rev / min about their own axes of rotation.

Die Durchmesser der verschiedenen Teile, die Anzahl der Zähne auf den verschiedenen Ritzeln, die Drehzahlen der Kopfplatte und der Läppscheiben können entsprechend den jeweiligen Erfordernissen gewählt werden, ebenso der durch die Leitspindel bewirkte Vorschub der Läppköpfe.The diameters of the different parts, the number of teeth on the different pinions, the speeds of the headstock and the lapping disks can be selected according to the respective requirements, as can that of the lead screw caused the lapping heads to advance.

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Während des Betriebs drehen sich die Läpp scheiben und die Kopfplatte um ihre eigenen Achsen. Die Läppscheibenritzel laufen um das feste Stirnrad herum.During operation, the lapping disks and the head plate rotate on their own axes. The lapping disc pinions run around the fixed spur gear.

Zur Durchführung eines Läppvorganges wird ein Werkstück, z.B. ein Stahlblech zwischen den Läppköpf en hin- und hergeschoben und die Lage seiner Mittellinie gegenüber der Mittellinie der Läppköpfe verändert, so daß die Platte allmählich nach unten oder oben über die Arbeitsfläche der Läppköpfe bewegt wird und beide Oberflächen der Platten dem Läppvorgang ganz unterworfen werden. Die Schleifmittelflüssigkeit wird aus der Wanne auf beide Seitenflächen des Werkstückes gepumpt, so daß das Werkstück dem Abriebvorgang ausgesetzt ist, der durch die zwischen dem Werkstück und den Läppscheiben vorhandenen Teilchen erzeugt wird. Die Schleifmittelflüssigkeit fließt in die Wanne zurück und die Späne werden daraus magnetisch entfernt, so daß die Schleifmittelflüssigkeit wieder verwendet werden kann. Nach jedem Durchgang des Werkstückes können die Köpfe einander genähert werden, so daß nach jedem Durchgang in der Weise wie sich die Plattendicke vermindert hat, von neuem wieder- ein Druck ausgeübt wird, um den Fortgang des Läppvorganges zu sichern, bis die richtige Plattendicke erreicht ist.To carry out a lapping process, a workpiece, e.g. a sheet of steel, is pushed back and forth between the lapping heads and the position of its center line relative to the center line of the lapping heads changed so that the plate gradually downwards or is moved above the working surface of the lapping heads and both surfaces of the plates are wholly subjected to the lapping process. The abrasive fluid is extracted from the Well pumped onto both side surfaces of the workpiece, so that the workpiece is exposed to the abrasion caused by the Particles present between the workpiece and the lapping disks are generated. The abrasive fluid flows in the tub is returned and the chips are removed therefrom magnetically so that the abrasive fluid is reused can be. After each pass of the workpiece, the heads can be approached so that after each pass in the way that the plate thickness has decreased, a new pressure is exerted to allow the progress of the To secure the lapping process until the correct panel thickness is achieved.

Um Unregelmäßigkeiten auf der Oberfläche auszugleichen (und diese zu entfernen) sind die Läppköpfe durch die Leitspindel nachgiebig belastet, wodurch eine geringe "Nachgiebigkeit" vorhanden ist. Diese erlaubt den erforderlichen Druck so auszuüben, daß der Läppvorgang über den ganzen Bereich des Werkstückes stattfindet, und zu sichern, daß an den dickeren Stellen der Platte ein größerer Druck entsteht als an den dünneren Stellen (wodurch das überstehende Metall schneller entfernt wird), so daß die Plattendicke schließlich innerhalb enger Toleranzen konstant wird.To even out irregularities on the surface (and remove them) the lapping heads are through the lead screw resiliently loaded, as a result of which there is little "compliance". This allows the necessary pressure to be exerted that the lapping process takes place over the whole area of the workpiece, and to ensure that on the thicker ones A greater pressure is created on the plate than on the thinner areas (which causes the protruding metal to move faster removed), so that the panel thickness will eventually be constant within tight tolerances.

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Die Läppköpfe werden so angetrieben, daß sie in einander entgegengesetzten Richtungen drehen.The lapping heads are driven to rotate in opposite directions.

Da das Werkstück ständig mit Schleifmittelflüssigkeit bespült wird, tritt eine beachtliche Kühlung ein und das Risiko einer Verformung der Platte infolge Wärmeentwicklung ist im wesentlichen ausgeschaltet, wodurch ein hoher Grad an Genauigkeit erreicht werden kann.Since the workpiece is constantly rinsed with abrasive liquid, a considerable cooling occurs and that Risk of deformation of the plate due to the development of heat is essentially off, allowing a high degree of accuracy to be achieved.

Während auf das Läppen von Platten Bezug genommen wurde, ist es ebenso möglich, die Maschine dazu zu verwenden, Läppvorgänge an Bauteilen auszuführen, wie z.B. Ventilkörpern, Getriebekasten oder andere Bauformen, bei denen äußere Flächen, Fügeflächen oder ähnliches genau geschliffen werden müssen.While reference has been made to panel lapping, it is also possible to use the machine for lapping operations to be carried out on components, such as valve bodies, gear boxes or other designs in which external Surfaces, joining surfaces or the like must be precisely sanded.

An den Führungsschienen der Läppköpfe können Anschläge angebracht sein, um sicherzustellen, daß der Läppvorgang angehalten wird, wenn die Endabmesaungen des zu bearbeitenden Körpers erreicht sind. Diese Anschläge können nach Wunsch aus einer Anhaltevorrichtung für die Maschine bestehen.Stops may be attached to the guide rails of the lapping heads to ensure that the lapping process is stopped is when the final dimensions of the to be processed Body are reached. These stops can consist of a stop device for the machine, if desired.

Selbstverständlich sollte, der Werkstoff der Läppscheiben abriebfester als das zu läppende Material sein. Die Scheiben können entweder mit gehärtetem Werkzeugstahl, Chromnickelstahl oder ähnlichem oder mit noch abriebfesterem Werkstoff beschichtet sein oder daraus bestehen.Of course, the material of the lapping disks should be more abrasion-resistant than be the material to be lapped. The discs can be made with either hardened tool steel or chrome-nickel steel or similar or coated with even more abrasion-resistant material or consist of it.

Eine bevorzugte Ausführung einer Läppscheibe ist in Fig. 4 gezeigt. Die Läppscheibe ist bis zu einer Tiefe von z.B. 4,7 mm hinterdreht, so daß eine Wand 62 mit einer Dicke von z.B. 4,7 mm am Rande der Scheibe stehenbleibt. Die so gebildete Höhlung der Scheibe wird mit Schleifmaterial 64 gefüllt, das Hartmetallspitzen aufweisen kann, die von anderen Werkzeugen stammen und die normalerweise weggeworfen würden.A preferred embodiment of a lapping disk is shown in FIG. 4 shown. The lapping disk is undercut to a depth of e.g. 4.7 mm, so that a wall 62 with a thickness of e.g. 4.7 mm remains at the edge of the pane. The so educated The disc's cavity is filled with abrasive material 64, which may have carbide tips used by others Tools that would normally be thrown away.

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Diese Spitzen werden durch einen-Klebstoff, z.B. Epoxyharz, festgehalten.. Vorzugsweise werden die Spitzen mit kleinen Abständen auf der Oberfläche der Scheibe angeordnet.These tips are secured by an adhesive, e.g. epoxy resin, held .. Preferably, the tips are arranged with small intervals on the surface of the disc.

Da sich das Schleifmaterial in der Trägerflüssigkeit frei ausrichten kann, kann es lange wirksam verwendet werden. Es kann alle seine Schneidkanten am Werkstück zur Wirkung bringen Tatsächlich wird auf das Schleifmaterial eine drehende Wirkung ausgeübt, wenn es sich zwischen den Läppscheiben und dem Werkstück bewegt, wodurch eine hohe Schleifwirkung beim SchleifVorgang entsteht.Since the abrasive material can freely align in the carrier liquid, it can be used effectively for a long time. It can bring all of its cutting edges into effect on the workpiece Effect exerted when it moves between the lapping disks and the workpiece, creating a high grinding effect when Grinding process occurs.

Der metallische Abrieb kann auch durch andere als magnetische Vorrichtungen entfernt werden, z.B durch eine Zentrifuge.The metallic debris can also be removed by means other than magnetic devices, such as a centrifuge.

Bei einer Abwandlung der oben beschriebenen Maschine ist; eine Vorrichtung vorgesehen, wodurch der Läppvorgang mit nur einem Satz Läppscheiben ausgeführt werden kann. Bei dieser Bauform ist ein Läppkopf über einem Arbeitstisch, z.B· einer Hobelmaschine angebracht. In diesem Fall sind die Schlitten an einer Seite des Tisches auf einer Läppkopfträger-i platte senkrecht angeordnet, die ihrerseits senkrecht angeordnet ist. Dadurch kann ein Werkstück, das auf dem Tisch liegt, geläppt werden.In a modification of the machine described above; a device is provided whereby the lapping process can be carried out with only one set of lapping disks. at In this design, a lapping head is attached above a work table, e.g. a planing machine. In this case they are Slide on one side of the table on a lapping head carrier-i plate arranged vertically, which in turn is arranged vertically. This allows a workpiece that is on the table lying, be lapped.

Die Möglichkeit, Läppvorgänge auf dem Werktisch einer anderen Werkzeugmaschine auszuführen, besteht natürlich darin, daß nur ein einziger Läppkopf wie oben beschrieben angeordnet wird.The possibility of lapping operations on the workbench of another machine tool is of course that only a single lapping head is arranged as described above.

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Claims

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Expectations

j (IsJ lapping machine, characterized by j a base plate (10), through at least one on the

Base plate displaceable lapping head (20, 22), each lapping head having several lapping disks rotatably attached to it (54-), and by a device (34, 36, 52), as a result of which these lapping disks are moved epicyclically; will.

2. Lapping machine according to claim 1, characterized through a tub (12) in the base plate (10), through a pumping device (14), the grinding fluid pumps from the tub to a workpiece to be lapped.

3 · lapping machine according to claim 1 or 2, characterized by a second lapping head (22) assigned to the first lapping head (20), which is the first lapping head and is also slidably attached to the base plate (10) by a lead screw (24), which is rotatably mounted on the base plate and is connected to the first and second lapping heads in such a way that by rotating the lead screw, the first and second lapping heads move toward or away from each other.

.

4. Lapping machine according to one of the preceding claims, characterized in that each lapping disc (54) is coated on the working side with individual parts made of hard metal held by an adhesive.

5 · lapping machine according to one of the preceding claims, characterized by a device for Collecting grinding liquid in the tub (12) after machining a workpiece and through a device for removing metal chips from the grinding fluid.

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6. Lapping machine according to one of the preceding claims, characterized in that the device has a magnet for removing metal chips.

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