DE2004458B2 - Nockengesteuerter Werkzeugsupport einer Schleifmaschine zum Hinterschleifen von Werkzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen nockengesteuerten Werkzeugsupport einer Schleifmaschine zum Hinterschleifen von Werkzeugen, wie Bohrern, Reibahlen od. dgl, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Hauptanspruchs.

Das Hinterschleifen von Werkzeugen, wie Bohrern, Reibahlen od. dgl, erfolgt gewöhnlich in Schleifmaschinen, bei denen das zu hinterschleifende Werkzeug in einen Werkzeugsupport drehantreibbar angespannt wird. Der Werkzeugsupport mit dem eingespannten Werkzeug ist in einer axialen oder in einer radialen Richtung oder in beiden Richtungen bezüglich der Schleifscheibe hin- und herbewegbar, welche Bewegungen von einer an der drehantreibbaren Werkzeugspindel angeordneten Nockenscheibe abgeleitet werden. Beispiele solcher Hinterschleifmaschinen sind in den US-PS 24 71 539 und 27 52 740 beschrieben.

Bei der einen dieser bekannten Schleifmaschinen ist ein unterer Schlitten auf einer stationären Grundplatte zur geradlinigen Bewegung in einer radialen Richtung angeordnet, um das Werkstück mit Bezug auf eine Schleifscheibe radial oder quer zu bewegen, und ein oberer Schlitten sitzt auf dem unteren Schlitten zur geradlinigen Bewegung in einer axialen oder Längsrichtung, um das Werkstück mit Bezug auf die Schleifscheibe axial zu bewegen. An der auf dem oberen Schlitten an der drehantreibbaren Werkzeugspindel angeordneten Nockenscheibe befindet sich eine stationär an der Grundplatte gelagerte Nockenrolle in Anlage, so daß eine Drehung der Nockenscheibe zur Folge hat, daß sich to der obere Schlitten in der axialen Richtung hin- und herbewegt Der obere Schlitten kann bei seiner Axialbewegung an einem Sinuslineal zur Anlage kommen, was wiederum zur Folge hat, daß sich der untere Schlitten in einer radialen oder Querrichtung hin- und herbewegt Der Widerstand gegen eine Bewegung in Längsrichtung erhöht sich jedoch mit wachsender Steigung des Sinuslineals zur Längsachse der Werkzeugspindel derart, daß bei einer Steigung von mehr als etwa 45° eine axiale oder' Längsbewegung des Werkzeugs nicht mehr möglich ist. Ferner ist es mit einer solchen Maschine nicht möglich, allein einen radialen Hinterschliff zu erhalten, da eine radiale Bewegung der Spindel nur in Kombination mit einer axialen Bewegung stattfinden kann.

Bei der anderen der genannten Hinterschleifmaschinen ist die Werkzeugspindel auf einem Schlitten gelagert, der auf einer drehbaren Gleixscheibe verschiebbar geführt ist. Wenn die Schlittenführung zur Achse der Werkzeugspindel parallel ist, kann der Schlitten mit der Spindel nur in einer axialen Richtung hin- und herbewegt werden. Wird die Gleitscheibe um 30° gedreht, ist die Spindel nur in einer radialen Richtung hin- und herbewegbar. Sowohl ein axialer als auch radialer Hinterschliff sind erzielbar, wenn die Gleitscheibe in eine Zwischenstellung gedreht wird. Die Hin- und Herbewegung des Schlittens wird durch einen Winkelhebel erhalten, dessen einer Arm an einer Umfangskante einer an der Spindel angeordneten Kurvenscheibe anliegt und dessen anderer Arm an der Rückseite der Kurvenscheibe angreift. Eine Drehung der Kurvenscheibe hat eine Schwingbewegung des Winkelhebels zur Folge, der seinerseits, in dem er auf die Rückseite der Kurvenscheibe wirkt, eine Hin- und Herbewegung des Schlittens mit Bezug auf die

Gleitscheibe herbeiführt. Jedoch muß, wenn der Winkel zwischen der Schlittenführung und Spindelachse zunimmt, eine immer größer werdende Kraft auf die Rückseite der Kurvenscheibe ausgeübt werden, um eine Kraftkomponente in Richtung der Schlittenführung zu

erhalten, die ausreicht, die Spindel zu bewegen.

Bei beiden bekannten Schleifmaschinen ist es schwierig alle Kombinationen einer axialen und einer radialen Bewegung der Werkzeugspindel zu erhalten. Zudem ist eine Einstellung beider Maschinen umständ-

lieh und mühevoll, wenn verschiedene Beträge für den radialen und den axialen Hinterschliff erhalten werden sollen.

Bei einer aus der US-PS 30 81585 bekannten Hinterschleifmaschine der gattungsgemäßen Art kann

der Werkzeugträger eine Schwingbewegung um eine zur Werkzeugspindel parallele Achse sowie eine geradlinige Hin- und Herbewegung in Richtung dieser Achse ausführen. Die Bewegungen werden beide durch eine an der Werkzeugspindel angeordnete Nocken-

scheibe gesteuert, die einen am Werkzeugträger gelagerten ersten Hebel betätigt. Dieser Hebel wirkt gegen ein einstellbares Widerlager, welches je nach seiner Stellung die Schwingbewegung des Hebels mehr

oder weniger in eine Schwingbewegung des Werkzeugträgers umsetzt. Die hin- und herschwingende Bewegung des Werkzeugträgers wird auf Null reduziert, wenn das Widerlager auf gleiche Höhe mit dem Schwenkpunkt des Hebels gebracht wird. Die Schwenkbewegungen des Hebels sind weiterhin auf einen zweiten Hebel übertragen, der ebenfalls am Werkzeugträger gelagert ist und sich gegen ein zweites Widerlager abstützt Die Schwenkbewegung dieses zweiten Hebels führt zu einer hin- und hergehenden Bewegung des Werkzeugträgers parallel zur Spindelachse, welche Bewegung zu Null wird, wenn das zweite Widerlager auf der Höhe des Schwenkpunktes des zweiten Hebels anliegt Die getroffene Anordnung der zwei Schwinghebel ist jedoch umständlich und erfordert eine mechanisch schwierige Kraftübertragung. Es ist ferner schwierig, den Werkzeughalter stabil in Position zu halten, da eine Zwangsführung des Werkzeughalters für seine hin- und hergehende Schwingbeivegung um die zur Spindelachse parallele Achse fehlt. Die gesamte Steuerung der Lage des Werkzeughalters hängt von zwei vorgespannten Federn ab, die in verschiedener Wirkungsrichtung auf ein einziges Bauteil einwirken. Ein weiterer Nachteil liegt in der verhältnismäßig schlechten Zugänglichkeit der beiden Schwinghebel, wodurch die Maschine schwierig handzuhaben und zu warten ist Die Bauart erfordert weiterhin eine äußerst hohe Präzision der zur Steuerung der beiden Bewegungen erforderlichen Bauteile.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache und präzise arbeitende Nockensteuerung für den Werkzeugsupport einer Schleifmaschine zum Hinterschleifen von Werkzeugen zu schaffen, bei der darüber hinaus die axiale und die radiale Hin- und Herbewegung des Werkzeughalters völlig unabhängig voneinander einstellbar sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem nockengesteuei ten Werkzeugsupport nach den Merkmalen im Kennzeichen des Hauptanspruchs gelöst.

Weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen ergeben «> sich aus den Merkmalen der Unteransprüche. Die Längs- und Querbewegungen bzw. Axial- und Radialbewegungen des Werkzeughalters werden durch einen an sich bekannten Kreuzschlitten (GB-PS 6 93 690) ermöglicht. Zur Erzeugung der Hin- und Herbewegungen sind zwei Schwenkhebel vorgesehen, von denen der erste mit einer Nockenrolle an der mit der Werkzeugspindel drehenden Nockenscheibe anliegt und der zweite mit einer Nockenrolle diametral zur Nockenscheibe an der Nockenrolle des ersten Schwenkhebels angreift. Der erste, am Werkzeughalter gelagerte Schwenkhebel stützt sich mit einer einstellbaren Gelenkstütze an einem stationären Widerlager der Grundplatte ab, wodurch er eine hin- und hergehende Bewegung des unteren Querschlittens induziert. Der zweite Schwenkhebel ist am Querschlitten gelagert und stützt sich mit einem einstellbaren Abstützglied an einem Widerlager des Längsschlittens ab, um eine hin- und hergehende Längsbewegung des oberen Längsschlittens zu bewirken. Aufgrund dieser Bauweise können die Querbewegung und die Längsbewegung der Werkzeughalterung einfach und völlig unabhängig voneinander in ihrer Größe eingestellt werden. Zudem arbeitet die Nockensteuerung präzise und ist sie von einfachem Aufbau.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Gesamtansicht einer Schleifmaschine mit einem nockengesteuerten Werkzeugsupport gemäß der Erfindung,

Fig. la eine Teilansicht des Endes eines zu hinterschleifenden Bohrers,

Fig. Ib eine Endansicht des Bohrers von Fig. la in Richtung der Pfeile Ib — Ib in F i g. la,

F i g. 2 eine Endansicht des nockengesteuerten Werkzeugsupports der Schleifmaschine von F i g. 1,

F i g. 3 eine Teildraufsicht des Werkzeugsupports von F i g. 2 in Richtung der Pfeile 3-3 in F i g. 2,

Fig.4 eine Draufsicht des Werkzeugsupports in Richtung der Pfeile 4 — 4 in F i g. 1,

Fig.5 eine der Fig.4 entsprechende, jedoch vereinfachte Draufsicht des Werkzeugsupports in verkleinertem Maßstab, und

Fig.6 eine Seitenansicht des nockengesteuerten Werkzeugsupports in Richtung der Pfeile 6 — 6 in Fig. 4.

Fig. la und Ib zeigen einen Bohrer W vom Durchmesser D mit schraubenförmigen Stegen 2 und Nuten 4. Ein Problem ist die Schaffung eines Teils mit kleinerem Durchmesser d am Ende des Bohrers W, um einen Bohrer mit abgestuften Durchmessern zu erhalten. Zur Durchführung der Bohr- und Schneidarbeiten müssen die Schneidkanten 6 an dem Teil von kleinererem Durchmesser weiter als die Rückkanten 8 von der Drehachse 10 entfernt sein, damit die Rückkanten nicht gegen die Wand der durch den Bohrer W gebildeten Bohrung drücken. Die Außenfläche des Teils von kleinerem Durchmesser muß daher über dessen axiale Länge 1 hinterschliffen werden. Das übliche Verfahren besteht darin, daß zuerst der Teil von kleinerem Durchmesser auf den Durchmesser d geschliffen und dann dessen Außenfläche hinterschliffen wird.

In Fig. 1 bezeichnet 12 einen Tisch zur Lagerung einer herkömmlichen Schleifmaschine 14 mit einer Schleifscheibe 16. Das Werkstück W ist an einem Werkzeughalter 18 in einer Spindel 20 eingespannt. Ein Handrad 22 ist auf dem dem Werkstück Wentgegengesetzten Ende der Spindel angeordnet, um die letztere von Hand drehen zu können. Die Spindel 20 kann durch herkömmliche Mittel angetrieben werden, beispielsweise durch einen Antriebsriemen 24, der um Riemenscheiben 26 und 28 herumgelegt ist. Die Riemenscheibe 28 ist auf der Spindel 20 und die Riemenscheibe 26 auf der Abtriebswelle 30 eines Motors oder eines Getriebes angeordnet. Auf der Spindel 20 ist eine Nockenscheibe 32 für die Steuerung der Bewegung des Werkzeughalters 18 drehfest angeordnet.

Das Werkstück Wm dem Werkzeugträger 18 ist auf einer Grundplatte 38 durch einen oberen Längsschlitten 40 und einen unteren Querschlitten 44 mit Bezug auf die Schleifscheibe 16 mittels einer Betätigungseinrichtung 42 oszillierend längs- und querbewegbar.

Wie F i g. 6 zeigt, ist an der Oberseite der Grundplatte 38 eine Lagerschiene 46 befestigt, an der Führungsnuten 48 längs ihrer Außenseiten ausgebildet sind. Die Nuten 48 stehen mit entsprechenden Nuten 50 im Querschlitten 44 in Ausfluchtung. In den Ecken jeder Nut 48 und 50 sind langgestreckte Stangen 52 angeordnet, zwischen denen Kugeln 54 abrollen, so daß eine im wesentlichen reibungsfreie Lagerung des Querschlittens 44 gegeben ist. Zwischen dem Ende der Lagerschiene 46 und einer Endplatte 56 am Querschlitten 44 ist eine Druckfeder 58 (Fig.2) angeordnet, um den Querschlitten 44 gemäß F i g. 2 nach rechts zu belasten.

In ähnlicher Weise ist an der Oberseite des Querschlittens 44 eine Lagerschiene 60 mit Führungsnu-

ten 62 (Fig.2) befestigt, die mit Nuten 64 am Längsschlitten 40 zusammenwirken, um eine Anzahl Kugeln 68 zwischen vier Eckstangen 66 aufzunehmen, so daß der Längsschlitten in verhältnismäßig reibungsfreier Weise auf dem Querschlitten 44 für eine Bewegung in einer Richtung quer zur Querbewegung des Querschlittens 44, d. h. in Achsrichtung der Werkzeugspindel 20, gelagert ist. Zwischen den Endwänden der Lagerschiene 60 und des Längsschlittens 40 befindet sich eine Druckfeder 70, die dazu dient, einer Bewegung des Längsschlittens 40 nach links, gesehen in Fig.6, einen elastischen Widerstand entgegenzusetzen.

Die Betätigungseinrichtung 42 besitzt einen ersten Schwenkhebel 71, der bei 72 über den Werkzeugträger 18 mit dem Längsschlitten 40 gelenkig verbunden ist (Fig.4). Der Schwenkhebel 71 ist gleitbar zwischen zwei Nasen 74 am entgegengesetzten Ende des Werkzeugträgers 18 gehalten, und an seinem freien Ende trägt er frei drehbar eine Nockenrolle 76. Am Hebel 71 ist eine Gleitführung 78 ausgebildet, auf der eine Gelenkstütze 80 verschiebbar und mittels einer Stellschraube 81 festlegbar angeordnet ist. Die Gelenkstütze 80 stützt sich gegen ein Widerlager 82 ab, das auf der Grundplatte 38 durch Befestigungsmittel 84 herkömmlicher Art befestigt ist.

Die Drehung der Nockenscheibe 32 um die Achse der Spindel 20 hat zur Folge, daß die Nockenrolle 76 in der Ebene der Nockenscheibe 32 schwingt, wenn sie deren Umfang folgt. Diese schwingende Bewegung hat ihrerseits zur Folge, daß der Hebel 71 um den Angriffspunkt der Gelenkstütze 80 am Widerlager 82 verschwenkt wird und der Querschlitten 44 mit samt dem Längsschlitten 40 und dem Werkzeugträger 18 längs der Führungsnuten 48 und 50 in einer radialen oder Querrichtung mit Bezug auf die Achse der Spindel 20 und des Werkstücks D hin- und herbewegt wird, wobei die Feder 58 die Nockenrolle 76 in Anlage an der Fläche der Nockenscheibe 32 hält. Durch Verschieben der Gelenkstütze 80 kann die Strecke eingestellt werden, über welche sich der Querschlitten 44 querbewegen soll. Beispielsweise wird diese Strecke durch Verschieben der Gelenkstütze 80 in Richtung zur Anlenkstelle 72 verringert, und bei Verschieben bis zur AnlenkstelJe hin sogar auf Null gebracht. Umgekehrt nimmt diese Strecke bei Verschieben der Gelenkstütze 80 weg von der Anlenkstelle 72 zu.

Die Betätigungseinrichtung 42 weist ferner zum hin- und herbewegen des Längsschlittens 40 längs der durch die Führungsnuten 72 und 74 gebildeten Bahn einen so zweiten Schwenkhebel 87 mit einer Gelenkhülse 90 auf. Die Gelenkhülse 90 ist auf zwei Lagerhülsen 90a und 90fe drehbar gelagert, welche in axialem Abstand auf einem Gelenkbolzen 92 sitzen, der sich von einem Block 91 auf der Oberseite des Querschlittens 44 aus nach oben erstreckt. Vom oberen Ende der Hülse 90 steht ein Arm 94 ab, auf dem eine Nockenrolle 96 gelagert ist. Auf einem sich im wesentlichen quer zum Längsschlitten 40 erstreckenden Arm 88 des Schwenkhebels 87 ist ein Abstützglied 98 verschiebbar, das in einer gewählten Stellung zwischen der Hülse 90 und dem freien Ende des Hebelarms 88 z. B. durch eine Stellschraube 100 gesichert werden kann. Dieses Abstützglied 98 liegt an der Hinterkante 40a des Längsschlittens 40 an, welche Kante 40a im rechten Winkel zur Bewegungsrichtung des Längsschlittens verläuft. Die Feder 70 (Fig.6) belastet den Längsschlitten 40 gegen das Abstützglied 98 und ferner die Nockenrolle 96 gegen die Nockenrolle 76.

Wenn ein hoher Teil der Nockenscheibe 32 mit der Rolle 76 in Kontakt kommt, werden die Rollen 76 und 96, gesehen wie in Fig.4, nach unten bewegt, was eine Uhrzeigersinn-Schwenkbewegung des Hebelarms 88 um die Achse der Hülse 90 und eine Bewegung des Längsschlittens 40 nach rechts durch das Abstützglied 98 zur Folge hat. Wenn sich die Nockenscheibe weiterdreht und weniger hohe Teile vor die Rolle 76 kommen, bewirkt die Feder 70 die Rückführung des Längsschlittens nach links in seine Ausgangsstellung und daß die Rolle 96 in Anlage gegen die Rolle 76 bleibt.

Die Strecke, über die sich der Längsschlitten 40 bewegt, wird durch die Stellung des Abstützgliedes 98 längs des Hebelarms 88 bestimmt. Wenn das Glied 98 in Richtung zum freien Ende des Hebelarms 88 verstellt wird, nimmt die Strecke, über die sich der Schlitten 40 bewegt, zu und umgekehrt nimmt, wenn das Glied 98 in Richtung zur Achse der Hülse 90 verschoben wird, diese Strecke ab bis zum Wert Null, wenn das Abstützglied 98 in Ausfluchtung zur Gelenkachse des Hebels 87 gebracht wird.

Um also allein eine axiale Bewegung der Werkzeugspindel 20 mit Bezug auf die Schleifscheibe 16 zu erhalten, wird die Gelenkstütze 80 gemäß F i g. 4 nach rechts bewegt, bis sie an dem Widerlager 82 an einem Punkt zur Anlage kommt, die sich mit der Anlenkstelle 72 in Ausfluchtung befindet. In ähnlicher Weise wird durch eine Bewegung des Glieds 98 in Ausfluchtung mit der Achse der Hülse 90 der Hebel 87 deaktiviert und mittels des ersten Schwenkhebels 71 eine rein radiale Bewegung der Werkzeugspindel 20 erhalten.

Zum Hinterschleifen des in F i g. 1 a und 1 b dargestellten Bohrers W wird dieser in die Spindel 20 in einer solchen Ausrichtung zur Nockenscheibe 32 eingespannt, daß, wenn ein hoher Teil der Nockenscheibe in Kontakt mit der Rolle 76 kommt, die Rückkante 8 des Bohrers sich mit der Schleifscheibe 16 in Kontakt befindet. Da der Bohrer IVzwei Nuten hat, ist auf der Spindel 20 eine Nockenscheibe 32 angeordnet, die zwei Nasen bzw. Nocken aufweist. Der Betrag des radialen und axialen Hinterschliffs wird durch die Stellung der Gelenkstütze 80 und des Abstützglieds 98 auf den Hebeln 71 und 87 bestimmt. Wenn beide in ihren gewünschten Stellungen gesichert worden sind, bewirkt eine Drehung der Spindel 20 und der Nockenscheibe 32, daß der Werkzeugträger 18 mit Bezug auf die Grundplatte 38 in einer Bahn hin- und herbewegt wird, welche die resultierende aus der Bewegung des Querschlittens 44 mit Bezug auf die Grundplatte 38 und der Bewegung des Längsschlittens 40 mit Bezug auf den Querschlitten 44 ist.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Nockengesteuerter Werkzeugsupport einer Schleifmaschine zum Hinterschleifen von Werkzeugen, wie Bohrern, Reibahlen od. dgl., mit einem auf einer Grundplatte angeordneten Werkzeughalter, der durch eine an der drehantreibbaren Werkzeugspindel angeordnete Nockenscheibe oszillierend längs- und querbewegbar ist, mit einem am Werkzeughalter zur Erzielung seiner Querbewegung angelenkten, im Längsabstand zum Schwenkpunkt sich an der Grundplatte abstützenden ersten Schwenkhebel, der endseitig eine mit der Nockenscheibe im Eingriff stehende Nockenrolle trägt, und mit einem abgestützten, mit dem ersten Schwenkhebei in Wirkverbindung stehenden zweiten Schwenkhebel, der zur Erzielung der Längsbewegung des Werkzeughalters auf einen Längsschlitten des Werkzeughalters wirkt, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise zwischen der Grundplatte (38) und dem Längsschlitten (40) des Werkzeughalters (18) ein Querschlitten (44) angeordnet ist, daß der zweite Schwenkhebel (87) am Querschlitten (44) angelenkt ist, wobei der eine Arm (88) des zweiten Schwenkhebels (87) sich am Längsschlitten (40) abstützt und der andere Arm (94) des zweiten Schwenkhebels (87) winklig abgebogen ist und an seinem Ende eine Nockenrolle (96) gelagert ist, die diametral zur Nockenscheibe (32) an der Nockenrolle (76) des ersten Schwenkhebels (71) angreift.

2. Nockengesteuerter Werkzeugsupport nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am ersten Schwenkhebel (71) eine längsverstellbare Gelenkstütze (80) vorgesehen ist, die sich an einem an der Grundplatte (38) angeordneten Widerlager (82) in Form einer Gleitschiene abstützt.

3. Nockengesteuerter Werkzeugsupport nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein über die Länge des einen Arms (88) des zweiten Schwenkhebels (87) verstellbares Abstützglied (98) vorgesehen ist, das an einem Widerlager (40a) des Längsschiittens (40) anliegt.