DE202004021661U1 - synchronous grinding machine - Google Patents

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Abstract

Schleifmaschine für wellenförmige Werkstücke (4) mit einem Werkstückspindelstock (2) und einem Reitstock (5) zum Einspannen des Werkstückes (4) und mit mindestens zwei Schleifeinheiten (14, 14') mit je einer eine Schleifscheibe (13, 13') tragenden Spindel (12, 12') zum Schleifen der Werkstücke (4), wobei zwischen den Schleifeinheiten (14, 14') ein Stützelement (20) angeordnet ist,
wobei der Werkstückspindelstock (2) und der Reitstock (5) und/oder die Schleifeinheiten (14, 14') zur Erzielung einer die gewünschte Werkstückgeometrie erzeugenden Schleifrelativbewegung zwischen den Schleifeinheiten (14, 14') und dem Werkstück (4) gesteuert beweglich angeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Werkstück (4) zwischen den Schleifeinheiten (14, 14') angeordnet ist und dass die Schleifeinheiten (14, 14') zusammen mit dem Stützelement (20) jeweils in einer Richtung orthogonal zur Längsachse (15) des Werkstücks (4) zustellbar sind.Grinding machine for corrugated workpieces (4) with a workpiece headstock (2) and a tailstock (5) for clamping the workpiece (4) and at least two grinding units (14, 14 ') each having a grinding wheel (13, 13') bearing spindle (12, 12 ') for grinding the workpieces (4), wherein a support element (20) is arranged between the grinding units (14, 14'),
wherein the workpiece headstock (2) and the tailstock (5) and / or the grinding units (14, 14 ') are movably arranged to provide a grinding relative motion between the grinding units (14, 14') and the workpiece (4) to produce the desired workpiece geometry .
characterized,
in that the workpiece (4) is arranged between the grinding units (14, 14 ') and that the grinding units (14, 14') can be fed together with the support element (20) in a direction orthogonal to the longitudinal axis (15) of the workpiece (4) are.

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die Erfindung betrifft eine Schleifmaschine für wellenförmige, an beiden Enden eingespannte Werkstücke, mit einem Werkstückspindelstock und einem Reitstock, zwischen denen das Werkstück einspannbar ist, mit mindestens zwei Schleifeinheiten.The The invention relates to a grinding machine for undulating, Workpieces clamped at both ends, with a workpiece headstock and a tailstock, between which the workpiece can be clamped is, with at least two grinding units.

Eine derartige Schleifmaschine ist aus der DE 4 29 989 C1 bekannt. Bei dieser bekannten Schleifmaschine sind zwei Schleifeinheiten zum Grob- und Feinschleifen vorgesehen. Aus der GB 5 44 213 ist eine Außenrundschleifmaschine mit vertikaler Hauptspindel zur Fertigbearbeitung wellenförmiger Werkstücke bekannt. Die DE 28 56 339 A betrifft ein Verfahren zum kontinuierlich automatischen Zustellen von Setzstockbacken zur Halterung eines Werkstücks beim Schleifen. Bei der zugehörigen Schleifmaschine ist ein Setzstockbacken der Schleifscheibe diametral gegenüberliegend angeordnet. Bis zum Erreichen eines vorgegebenen Werkstückdurchmessers werden Setzstockbacken und Schleifschlitten synchron zugestellt. Ein weiteres Verfahren zum Schleifen von Walzen ist aus der DE 102 32 394 A1 bekannt. Dabei ist ein nachgiebiges Polster vorgesehen, welches in dem der Schleifscheibe gegenüberliegenden Umfangsbereich an die zu schleifende Walze angestellt ist. Die DE 37 34 734 C2 zeigt einen Nachlaufsetzstock für Schleifmaschinen. Durch die synchrone Zustellung des Setzstocks wird das Werkstück während des gesamten Bearbeitungsprozesses abgestützt, das heißt mit abnehmendem Außendurchmesser folgt die Stützvorrichtung der Abnahme synchron mit der Zustellung der Schleifscheibe. Auch bei der Rundschleifmaschine nach der DE 24 10 375 A sind mehrere Werkstückauflagen zum Stützen des Werkstückes vorgesehen, welche schrittweise in gleichen Schritten gegen die Maschinenachse zugestellt werden. Die US 1 742 736 A zeigt eine Walzenschleifmaschine für die Großstückbearbeitung. Zur Erzeugung präziser zylindrischer, balliger oder konkaver Oberflächen werden die Walzen an ihren Enden eingespannt. Ferner sind zwei dem Werkstück gegenüberliegende Schleifscheiben und ein pendelndes Stützelement vorgesehen.Such a grinding machine is from the DE 4 29 989 C1 known. In this known grinding machine, two grinding units are provided for coarse and fine grinding. From the GB 5 44 213 is an external cylindrical grinding machine with a vertical main spindle for finishing wavy workpieces known. The DE 28 56 339 A relates to a method for the continuous automatic delivery of set jaws for holding a workpiece during grinding. In the associated grinding machine Setzstockbacken the grinding wheel is arranged diametrically opposite one another. Until reaching a predetermined workpiece diameter Setzstockbacken and grinding carriages are delivered synchronously. Another method for grinding rolls is from the DE 102 32 394 A1 known. In this case, a resilient pad is provided, which is employed in the circumferential area opposite the grinding wheel to the roller to be ground. The DE 37 34 734 C2 shows a caster set for grinding machines. Due to the synchronous delivery of the setting stick, the workpiece is supported during the entire machining process, that is, as the outer diameter decreases, the supporting device follows the decrease synchronously with the infeed of the grinding wheel. Also with the cylindrical grinding machine after the DE 24 10 375 A are provided several workpiece supports for supporting the workpiece, which are delivered stepwise in equal steps against the machine axis. The US 1 742 736 A shows a roll grinding machine for large parts machining. To produce precise cylindrical, spherical or concave surfaces, the rollers are clamped at their ends. Furthermore, two grinding wheels opposite the workpiece and a pendulum supporting element are provided.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Bearbeitungszeit für die Werkstücke zu verkürzen und eine entsprechende Vorrichtung aufzuzeigen.It the object of the present invention is the machining time for the workpieces to shorten and one show appropriate device.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1.Solved this object is achieved by a device according to claim 1.

Der Kerngedanke der Erfindung besteht darin das Werkstück zwischen zwei gegenüberliegenden Schleifeinheiten anzuordnen und gleichzeitig durch ein Stützelement abzustützen. Bei dieser Anordnung heben sich die Normalkomponenten der Zerspankräfte gegenseitig auf und die tangential auf das Werkstück einwirkenden Zerspankräfte werden vom Stützelement aufgenommen. Lediglich die in Richtung der Werkstücklängsachse wirkenden Kräfte werden durch Werkstückspindel- und Reitstock kompensiert. Durch die symmetrische Anordnung und das gleichförmige Zustellen der Schleifeinheiten und des Stützelements kann die Werkstückdurchbiegung vernachlässigt werden. Auf diese Weise sind hohe Zustellgeschwindigkeiten möglich und die Bearbeitungszeit für die Werkstücke kann deutlich verkürzt werden. Bei einer vorteilhaften Ausführung werden vor dem Schleifvorgang die Durchmesser der Schleifscheiben und des zu bearbeitenden Werkstücks bestimmt und der erforderliche Zustellweg zur Erzielung eines vorgegebenen Werkstückdurchmessers berechnet. Anschließend werden die Schleifscheiben und das Stützelement entsprechend zugestellt. Bei Bedarf können zur Erzielung eines gewünschten Schleifergebnisses zusätzliche Relativbewegungen zwischen Werkstück und Schleifeinheiten in Richtung der Werkstücklängsachse ausgeführt werden.Of the Core idea of the invention is the workpiece between to arrange two opposite grinding units and simultaneously supported by a support element. In this arrangement, the normal components of Zerspankräfte lift on each other and the tangential acting on the workpiece Cutting forces are absorbed by the support element. Only in the direction of the workpiece longitudinal axis acting forces are generated by workpiece spindle and tailstock compensated. Due to the symmetrical arrangement and the uniform infeeds of the grinding units and the support element can neglect the work piece deflection become. In this way, high delivery speeds are possible and the processing time for the workpieces can be shortened significantly. In an advantageous embodiment Before grinding, the diameter of the grinding wheels and the workpiece to be machined and determines the required Feed path to achieve a given workpiece diameter calculated. Subsequently, the grinding wheels and the support element delivered accordingly. If necessary you can additional to achieve a desired grinding result Relative movements between workpiece and grinding units in Direction of the workpiece longitudinal axis are executed.

1 zeigt eine Schleifmaschine mit zwei Schleifeinheiten in einer schematischen Vorderansicht 1 shows a grinding machine with two grinding units in a schematic front view

2 zeigt ausschnittsweise die Schleifeinheiten mit dem Stützelement von oben gesehen 2 shows a detail of the grinding units with the support element seen from above

1 zeigt eine Schleifmaschine mit einem am Maschinengestell 1 ortsfest hängend angeordneten Werkstückspindelstock 2. Der Reitstock 5 kann zum Spannen unterschiedlich langer Werkstücke 4 entlang von Führungsbahnen 9 bewegt werden. Der Reitstock 5 kann aber auch hängend und die Werkstückspindel 2 stehend angeordnet sein. Das Werkstück 4 ist an seinem oberen Ende im Spannfutter 3 des Werkstückspindelstocks 2 eingespannt und wird am unteren Ende durch den Reitstock 5 abgestützt. Die beiden Schleifeinheiten 14, 14' sind auf gegenüberliegenden Seiten des Werkstücks 4 angeordnet. Sie sind jeweils über Schlitten horizontal und vertikal verfahrbar. Die Schleifscheiben 13, 13', werden von den Werkzeugspindeln 12, 12' angetrieben. Die Kreuzschlitten bestehen aus jeweils über vertikale Führungsbahnen 7, 7' verschiebbar geführten und motorisch verfahrbaren Vertikalschlitten 6, 6' sowie motorisch verfahrbaren Horizontalschlitten 8, 8', die über horizontale Führungsbahnen 19, 19' beweglich sind. Das Stützelement 20 ist ebenfalls auf einem Vertikalschlitten 18 auf Führungen 9 beweglich geführt und kann zusammen mit den Schleifeinheiten 14, 14' am Werkstück 4 positioniert werden. Links von der Schleifmaschine befindet sich die als Magazin ausgebildete Werkstückzuführung 22 mit unbearbeiteten Werkstücken 4. Analog dazu befindet sich auf der rechten Maschinenseite die Werkstückablage 23 zur Aufnahme der fertig bearbeiteten Werkstücke. 1 shows a grinding machine with one on the machine frame 1 fixedly suspended arranged workpiece headstock 2 , The tailstock 5 can be used to clamp workpieces of different lengths 4 along guideways 9 to be moved. The tailstock 5 but can also be hanging and the workpiece spindle 2 be arranged standing. The workpiece 4 is at its upper end in the chuck 3 of the workpiece spindle 2 clamped and is at the bottom by the tailstock 5 supported. The two grinding units 14 . 14 ' are on opposite sides of the workpiece 4 arranged. They can each be moved horizontally and vertically by carriages. The grinding wheels 13 . 13 ' , are from the tool spindles 12 . 12 ' driven. The cross slides each consist of vertical guideways 7 . 7 ' slidably guided and motorized vertical slide 6 . 6 ' as well as motorized horizontal slides 8th . 8th' , which have horizontal guideways 19 . 19 ' are mobile. The support element 20 is also on a vertical slide 18 on guided tours 9 movably guided and can together with the grinding units 14 . 14 ' on the workpiece 4 be positioned. To the left of the grinding machine is formed as a magazine workpiece feed 22 with unprocessed workpieces 4 , Similarly, the workpiece tray is located on the right side of the machine 23 for receiving the finished workpieces.

2 zeigt einen Ausschnitt der Schleifmaschine von oben gesehen. Auf beiden Seiten des Werkstücks 4 sind die Schleifscheiben 13, 13' symmetrisch zur Werkstückmitte angeordnet. Der Drehsinn der Schleifscheiben 13, 13' ist so gerichtet, dass das Werkstück 4 durch die beim Zerspanen auftretenden Kräfte gegen den Stößel 21 am Stützelement 20 gepresst wird. Der Vertikalschlitten 18 nimmt das Stützelement 20 auf. Im Stützelement 20 kann der Stößel 21 in einer Richtung orthogonal zur Längsachse des Werkstücks 4 bewegt werden. Vor dem Schleifvorgang werden die Durchmesser der Schleifscheiben 13, 13' und des unbearbeiteten Werkstücks 4 bestimmt. Anhand dieser Daten wird der erforderliche Zustellweg zur Erzielung des gewünschten Werkstückdurchmessers berechnet. Anschließend werden die Schleifscheiben 13, 13' und das Stützelement 20 mit dem Stößel 21 derart zugestellt, dass sie während des Schleifvorgangs gleichzeitig auf das Werkstück 4 einwirken. Durch die Symmetrie der Schleifscheiben 13, 13' zur Längsachse 15 heben sich die Normalkomponenten der Zerspankräfte gegenseitig auf und durch die Positionierung des Stößels 21 auf einer Symmetrielinie des Werkstücks 4 werden die in tangentialer Richtung auf das Werkstück 4 einwirkenden Kräfte aufgehoben. Daraus resultiert eine vernachlässigbare Durchbiegung des Werkstücks und durch die deutlich höheren Zustellgeschwindigkeiten sind bei verbesserter Fertigungsqualität erheblich verkürzte Bearbeitungszeiten für die Werkstücke möglich. 2 shows a section of the grinding machine seen from above. On both sides of the workpiece 4 are the grinding wheels 13 . 13 ' arranged symmetrically to the workpiece center. The sense of rotation of the grinding wheels 13 . 13 ' is directed so that the workpiece 4 by the forces occurring during cutting against the plunger 21 on the support element 20 is pressed. The vertical slide 18 takes the support element 20 on. In the support element 20 can the plunger 21 in a direction orthogonal to the longitudinal axis of the workpiece 4 to be moved. Before grinding, the diameter of the grinding wheels 13 . 13 ' and the unprocessed workpiece 4 certainly. Based on this data, the required feed path to achieve the desired workpiece diameter is calculated. Subsequently, the grinding wheels 13 . 13 ' and the support element 20 with the pestle 21 delivered so that they simultaneously on the workpiece during the grinding process 4 act. Due to the symmetry of the grinding wheels 13 . 13 ' to the longitudinal axis 15 The normal components of the cutting forces cancel each other out and by the positioning of the plunger 21 on a symmetry line of the workpiece 4 be in the tangential direction of the workpiece 4 suspended forces. This results in a negligible deflection of the workpiece and the significantly higher delivery speeds significantly improved processing times for the workpieces are possible with improved manufacturing quality.

11
Maschinengestellmachine frame
22
WerkstückspindelstockWorkhead
33
Spannfutterchuck
44
Werkstückworkpiece
55
Reitstocktailstock
6, 6'6 6 '
Vertikalschlittenvertical slide
7, 7'7, 7 '
Führungsbahnenguideways
8, 8'8th, 8th'
Horizontalschlittenhorizontal slide
99
Führungsbahnenguideways
10, 10'10 10 '
Führungsbahnenguideways
11, 11'11 11 '
Schwenklagerpivot bearing
12, 12'12 12 '
Spindelspindle
13, 13'13 13 '
Schleifscheibegrinding wheel
14, 14'14 14 '
Schleifeinheitgrinding unit
1515
Längsachselongitudinal axis
1818
Vertikalschlittenvertical slide
19, 19'19 19 '
Führungsbahnenguideways
2020
Stützelementsupport element
2121
Stößeltappet
2222
WerkstückzuführungWorkpiece feed
2323
WerkstückablageWorkpiece staging

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Claims (3)

Schleifmaschine für wellenförmige Werkstücke (4) mit einem Werkstückspindelstock (2) und einem Reitstock (5) zum Einspannen des Werkstückes (4) und mit mindestens zwei Schleifeinheiten (14, 14') mit je einer eine Schleifscheibe (13, 13') tragenden Spindel (12, 12') zum Schleifen der Werkstücke (4), wobei zwischen den Schleifeinheiten (14, 14') ein Stützelement (20) angeordnet ist, wobei der Werkstückspindelstock (2) und der Reitstock (5) und/oder die Schleifeinheiten (14, 14') zur Erzielung einer die gewünschte Werkstückgeometrie erzeugenden Schleifrelativbewegung zwischen den Schleifeinheiten (14, 14') und dem Werkstück (4) gesteuert beweglich angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück (4) zwischen den Schleifeinheiten (14, 14') angeordnet ist und dass die Schleifeinheiten (14, 14') zusammen mit dem Stützelement (20) jeweils in einer Richtung orthogonal zur Längsachse (15) des Werkstücks (4) zustellbar sind.Grinding machine for wave-shaped workpieces ( 4 ) with a workpiece headstock ( 2 ) and a tailstock ( 5 ) for clamping the workpiece ( 4 ) and with at least two grinding units ( 14 . 14 ' ) with one grinding wheel each ( 13 . 13 ' ) carrying spindle ( 12 . 12 ' ) for grinding the workpieces ( 4 ), whereby between the grinding units ( 14 . 14 ' ) a support element ( 20 ), wherein the workpiece headstock ( 2 ) and the tailstock ( 5 ) and / or the grinding units ( 14 . 14 ' ) for achieving a grinding relative movement between the grinding units that generates the desired workpiece geometry ( 14 . 14 ' ) and the workpiece ( 4 ) are movably arranged, characterized in that the workpiece ( 4 ) between the grinding units ( 14 . 14 ' ) and that the grinding units ( 14 . 14 ' ) together with the support element ( 20 ) in each case in a direction orthogonal to the longitudinal axis ( 15 ) of the workpiece ( 4 ) are deliverable. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Reitstock (5) am Maschinengestell (1) beweglich geführt und der Werkstückspindelstock (2) ortsfest angeordnet ist oder umgekehrt, und dass die Schleifeinheiten (14, 14') und das Stützelement (20) jeweils in zwei zueinander orthogonalen Richtungen beweglich am Maschinengestell (1) geführt sind.Device according to claim 1, characterized in that the tailstock ( 5 ) on the machine frame ( 1 ) and the workpiece headstock ( 2 ) is fixed or vice versa, and that the grinding units ( 14 . 14 ' ) and the support element ( 20 ) in each case in two mutually orthogonal directions movable on the machine frame ( 1 ) are guided. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstückspindelstock (2) und der Reitstock (5) derart angeordnet sind, dass die Spindelachse vertikal verläuft.Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the workpiece headstock ( 2 ) and the tailstock ( 5 ) are arranged such that the spindle axis extends vertically.
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