DE2053506B2 - Schleifmaschine zur Herstellung von schraubenlinienförmigen Nuten in zylindrischen Teilen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schleifmaschine zur Herstellung von schraubenlinienförmigen Nuten in zylindrischen Teilen, vorzugsweise in Spiralbohrern, mit einer fortschreitend verschiebbafen Grundplatte, die einen Antriebsmotor trägt, der mittels eines Zahnradgetriebes mit einer das zu bearbehende Werkstück tragenden schneckengetriebenen Spindel und mit einer Nockenwelle kinematisch verbunden ist, die zur Erzeugung der Verschiebung der Grundplatte einen Nocken trägt, wobei auf der Grundplatte eine die Werkstückspindel tragende Zusatz-Unterlage derart angelenkt ist, daß das Werkstück über einen weiteren auf der Nockenwelle angeordneten Nocken um eine quer zu diesem verlaufende Achse Schwenkbar ist. Eine solche Schleifmaschine ist aus der US-PS 31 10 133 bekannt.

Bei der Herstellung mehrerer Nuten im Werkstück fnuß nach dem Schleifen einer der Nuten die Zusatz-Unterlage verschwenfct werden, um das weiter umlaufende Werkstück außer Eingriff mit der Schleifscheibe EU bringen. Nach dieser Verschwenkung der Zusatzunterlage wird die Grundplatte von der Schleifscheibe weg bewegt, wobei sich während dieser Verschiebung die Zusatzunterlage absenkt und das Werkstück um den erforderlichen Winkel gedreht wird. Wenn danach das Werkstück wieder mit der Schleifscheibe in Beruhrung kommt, wird das Absenken der Zusatzunterlage und das Verdrehen des Werkstücks beendet, und es beginiu das Schleifen der nächsten Nut. Während des

Schleifens setzt das Werkstück seinen Umlauf fort.

Bei der bekannten Ausbildung sind sowohl die das Werkstück tragende Spindel als auch die Nockenwelle und die beide antreibende Kinematik mit dem Antriebsmotor auf der Zusatzunterlage montiert. Beim Schwenken derselben werden alle genannten Baugruppen mitgeschwenkt, wobei die gleichachsige Lage von Nockenwelle und Werkstückspindel aufrechterhalten bleibt.. . . ,· -

Nachteilig ist hierbei, daß bei jeder Schwenkung einer große Gesamtmasse zu beschleunigeniund wieder abzubremsen ist, was zum Auftreten von erheblichen Kräften und Vibrationen führt. Hierdurch wird nicht nur die Lebensdauer der Maschine beeinträchtigt, sondern auch die Qualität der gefertigten Erzeugnisse ungünstig beeinflußt. Hinzu kommt, daß der Antrieb bei der beschriebenen Ausbildung stark dimensioniert werden muß.

Es kommt weiterhin hinzu, daß der Nocken /ur Erzeugung der Verschiebung der Grundplatte dadurch. daß er die Schwenkbewegung mitmacht, in eine andere Relativstellung zum mit ihm zusammenwirkenden Führungselement, hier eine Rolie, kommt, wodurch das Verhältnis von Vorschub der Grundplatte und Drehwinkcl des Werkstücks gestört wird. Auch dies beeinträchtigt die Qualität der Bearbeitung.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der erwähnten Nachteile eine Maschine zur Herstellung von schrauben.ünicnförmigen Nuten in zylindrischen Teilen, insbesondere bei Spiralbohrern, zu schaffen, mit der eine schnelle und trotzdem präzise Bearbeitung der Werkstücke möglich ist und die mit geringeren Antriebskräften auskommt und eine hohe Lebensdauer hat.

Ausgehend von einer Maschine der eingangs beschriebenen Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Motorantrieb, Nockenwelle mit Nocken ,und Zahnradgetriebe unmittelbar auf dcr Grundplatte angeordnet sind und zur Schwenkbewegung der Zusatzunterlage mit der Werkstückspindel gegenüber der Nockenwelle eine an der Zusauunierlage angreifende Leitschablone vorgesehen ist, die durch den zweiten Nocken verschiebbar ist.

Bei dieser vorgeschlagenen Ausbildung sind die mit der Zusatzunterlage zusammen verschwenkbaren Bauteile auf ein Minimum reduziert. Lediglich die Werkstückspindel mit ihrem Schneckenrad schwenkt zusammen mit der Zusatzunterlage, während die übrigen Bauteile des Antriebs lediglich die Hin- und Herbewegung der Grundplatte mitmachen. Damit sind die Vibrationen auf ein Mindestmaß beschränkt, die Vorrichtung wird einfacher und leichter, die Lebensdauer ist erhöht und die Qualität der Werkstückbearbeitung isl hoch.

Eine zweckmäßige Weiterbildung des erfindungsgemäßen Vorschlags besteht darin, daß die Achse der Schwenklagerung der Zusatzunterlage gegenüber der Grundplatte mit der Drehachse der Schnecke für der Werkstückspindelantrieb zusammenfällt. Es ist schließ lieh weiterhin zweckmäßig, wenn die Zusatzunterlage und die Grundplatte zusätzlich mittels einer Feder ver bunden sind.

Die Erfindung wird nachfolgend durch die Beschrei bung eines Ausführungsbcispiels an Hand der Zeich niingcn weiter erläutert. Es zeigt

I- i g. 1 den schematischen Aufbau einer Spiralboh rer-Schleifmaschine in perspektivischer Darstellung,

F i g. 2 die Stellung der Maschine bei im 1 Ihrzcigcr

sinn geschwenkter Zusatzunterlage,

F i g. 3 die zum Einspannen des Werkstücks bestimmte Spindel,

F i g. 4 die Spindel gemäß F i g. 3 und ihr Antrieb der Kreuznutscheibe.

Die Schleifmaschine enthält eine schleifscheibe 1 auf einer Welle 2, deren nicht gezeigte Lagerung und Aniriebsrr.otor fest mit dem Geste!! J verbunden sind. Unterhalb der die Schleifscheibe 1 tragenden Welle 2 befindet sich eine Spindel 4, in die da.3 zu.,^arbeitende Werkstück, hier ein Bohrer 5 eingespannt ist.

Die Lager der Spindel 4 sind auf einer Zusatzunterlage 6 montiert, welche mit einer als Schlitten ausgebildeten, hin und her beweglichen Grundplatte 7 gelenkig verbunden Ist. Diese verschiebt sich auf Laufrollen 9 längs einer im Maschinengestell 3 ausgearbeiteten Fun rungsnut 8.

Die gelenkige Verbindung ist mittels Kragsiützen 10 hergestellt, welche mit dem Schlitten 7 starr verbunden sind. In diesen Kragstützen ist e'.-ie waagerecht angeordnete Schnecke II eines Zahnradgetriebes montiert, welches die Werkstückspindel 4 in Drehung versetzt. Die Verschwenkungen der Zusatzunterlage 6 erfolgen um die Achse der Schnecke 11.

Am Gehäuse 12 des Zahnradgetriebes, welches mit dem Schlitten 7 starr verbunden ist, ist ein Elektromotor 13 montiert, der von einem Riemen 16 umschlungene Scheiben 14 und 15 antreibt. Die Scheibe 15 ist auf einer Weiie 17 befestigt, wodurch zwei miteinander kämmende Stirnräder 18 und 19 in Drehung versetzt werden, von denen das erstere auf der WuHe 17 befestigt und das andere mit einer Welle 20 verbunden ist, deren Drehachse zu der Rotationsachse sowohl der Welle 17 als auch der erwähnten Schnecke ti parallel ist.

Auf der Welle 20 ist ein weiteres Stirnrad 21 befestigt, welches mit einem auf der Welle 23 der Schnecke 11 angebrachten Stirnrad 22 im Eingriff steht. Im Eingriff mit der Schnecke 11 befindet sich ein Schneckenrad 24, das mit der das Werkstück 5 tragenden Spindel 4 in Verbindung steht.

Auf der Welle 20 sitzt schließlich noch eine Schnecke 25, die mit einem auf einer Nockenwelle 27 befestigten Schneckenrad 26 im Eingriff steht. Die Nockenwelle 27 ist im Gehäuse 12 mit Hilfe von Lagern 28 montiert. Diese Welle 27 trägt am Ende eirt/n Nocken 29 in Gestalt eine·) beidseitigen Kurvenzylinders. Seine von der bisher beschriebenen Kinematik abgewandte Stirnseite wirkt mit einem Ende eines Gleitstücks 30 zusammen, das in einer Führungsbuchsc 31 angeordnet ist, welche in einer starr mit dem Schlitten 7 verbundenen Kragstütze 32 befestigt ist. Zur Verminderung der Reibung zwischen dem Nocken 29 und dem Gleitstück 30 ist in dem letzteren eine Aussparung vorgesehen, in der sich frei eine Kugel 33 dreht.

An dem anderen Ende des Gleitstücks ist eine Scheibe 34 befestigt, welche sich gegen eine Rolle 35 stützt, die an einem Hebel 36 montiert ist, der an einem Ende vermittels eines Gelenks 37 mit dem Schlitten 7 verbunden ist. In der Nähe des anderen Endes des Hebels 36 ist ein verschieblich einstellbarer Anschlag 38 montiert, der mit einer Geradführung 39 in Wechselwirkung steht, die einen Teil des Maschinengestell 3 darstellt. Der Anschlag 38 weist eine durchgehende Öffnung auf, mit welcher er auf den Hebel 36 aufgesteckt ist und längs dieses Hebels verschoben werden kann. Die Fixierung des Anschlages 3» bezüglich des Hebels 36 erfolgt mit Hilfe einer Schraube 40.

An dem Anschlag 38 ist eine Rolle 41 montiert, mit deren Hilfe dieser Anschlag mit der Geradführung 39 zusammenwirkt. Die andere Stirnfläche 42 des Nokkens 29 wirkt mit einer Rolle 43 zusammen, die an einer hin und her beweglichen Leitschablone 44 montiert ist. Diese Leitschablone weist am anderen Ende einen Vorsprung 45 auf, welcher mit einer auf der unteren Seite der Zusatzunterlage 6 angebrachten Rolle 46 zusam- „ menwirkt. Die Unterlage 6 liegt auf dem Schlitten 7

ίο über die Leitschablone 44 auf und ist in Richtung zu dem Schlitten 7 mit Hilfe einei Zugfeder 47 elastisch belastet, deren eines Ende an einem mit der Zusaizunteriage 6 starr verbundenen Stab 48 und deren anderes Ende an einem mit der fortschreitend beweglichen Grundplatte 7 starr verbundenen Stab 49 angreift.

Das Gestell 3 und die Grundplatte 7 sind mit Hilfe einer Feder 50 verbunden, deren eines Ende an einem Zapfen 51 des Gestells 3 und deren anderes Ende an einem Zapfen 52 der Grundplatte 7 angreift.

Die Leitschablone 44 steht mit der Grundplatte 7 mit Hilfe einer Feder 53 in Verbindung, deren eines Ende an einem Vorsprung 54 der Leitschablone 44 und deren anderes Ende an einem starr an der Grundplatte 7 vorgesehenen Zapfen 55 angreift.

Das zu bearbeitende Werkstück stützt sich auf eine Lünette 56 ab.

Bei dieser Ausführung der Maschine ist das Schleifen von Spiralnuten möglich.

Beim Umlauf des Elektromotors 13 wird die Rotation der Scheibe 14 über den Riemen 16. die Scheibe 15, die Welle 17, die Stirnräder 18 und 19, die Welle 20, die Stirnräder 21 und 22, die Welle 23, die Schnecke 11 und das Schneckenrad 24 auf die das Werkstück 5 tragende Spindel 4 übertragen. Gleichzeitig wird die Drehbewegung der Scheibe 14 über die Schnecke 25, das Schnekkenrad 26 und die Welle 27 den Nocken 29 und 42 mitgeteilt.

Der Nocken 29 wirkt mit dem Gleitstück 30 zusammen, welches sich gegen den Hebel 36 über die Rolle 35 stemmt, wobei der Hebel beginnt, bezüglich der Achse des ihn mit der Grundplatte 7 vcrbir.dcndcn Gelenks 37 zu schwenken. Da der Hebel 36 an der Geradführung 39 des Maschinengestells 3 über die Rolle 41 anliegt, wird er um die Achse dieser Rolle verschwenkt, so daß die Grundplatte 7 beginnt, hin- und hergehende Bewegungen zur Schleifscheibe 1 hin und von dieser weg zu vollführen. Infolge des Umlaufs des Werkstücks 5 und dessen Hin- und Herbewegung zusammen mit der Grundplatte 7 bezüglich der rotierenden Schleifscheibe 1 erfolgt das Ausschleifen einer Spiralnut. Seinen Rückwärtsgang vollführt die Grundplatte 7 unter Einwirkung der Feder 50.

Der Umlauf des Nockens 42 ruft die hin- und hergehende Bewegung der Leitschablone 44 hervor. Hierbei hält der Vorsprung 45 der Leitschablone periodisch die Zusatzunterlage 6 in waagerechter Stellung. Am Ende eines Hingangs der Leitschablone 44 in Richtung zur Schleifscheibe 1 verschiebt sich der Vorsprung 45 hinter die Rolle 46, welche an der Zusatzunterlage 6 angeordnet ist. Dabei wird die Zusatzunterlage 6 im Uhrzeigersinn um die Drehachse der Welle 23 verschwenkt, die in den Kragstützen 10 montiert ist. Das Werkstück 5 tritt mit der Schleifscheibe 1 außer Berührung und wird, indem es weiter umläuft, durch die

<>5 Grundplatte 7 nach links von der Schleifscheibe weg mitgenommen.

Nachdem sich das vordere Ende des Werkstücks 5 nach links von der Schleifscheibe 1 verschoben und sich

das Werkstück selbst um seine Längsachse um einen Winkel, welcher der Winkelversetzung der zu schleifenden Nuten gleich ist, gedreht hat, verschwenkt der Vorsprung 45 der Leitschablone die Zusatzunterlage in die nötige waagerechte Stellung während der Bewegung der Grundplatte 7 zur Schleifscheibe hin, und das Werkstück 5 tritt mit der Schleifscheibe 1 in dem Punkte in Kontakt, wo der Anfang der nächstfolgenden Nut sein soll. Die Feder 47 dient dabei zur Verminderung von Schwingungen der Zusatzunterlage 6.

Für die Zentrierung bei der geradlinigen Bewegung der Grundplatte 7 sorgt der Stab 52, welcher mit der Grundplatte 7 starr verbunden ist und sich in der Führungsnut 8 bewegt.

Ist es erforderlich, die Größe des Hubs der Grundplatte 7 zu verändern, so wird der einstellbare Anschlag 38 am flachen Hebel 36 verstellt. Hierbei verändert sich der Abstand zwischen diesem Anschlag und der Achse des Gelenks 37 zur Befestigung des Hebels 36 an der Grundplatte 7 bei gleichbleibender Entfernung zwisehen dieser Achse und der Rolle 35, mit welcher das Gleitstück 30 zusammenwirkt. Es ist zu sehen, daß bei konstantem Hub des Gleitstücks 30 und bei unterschiedlichen Abständen zwischen dem Anschlag 38 und der Achse des Gelenks 37 der Hub der Grundplatte 7 verschieden sein wird. So wird dieser Hub bei größerem Abstand größer sein, während sich bei geringerem Abstand der Hub verkleinert.

Außerdem ist eine an sich bekannte und in den Zeichnungen nicht dargestellte Vorrichtung vorgesehen, welche es erlaubt, die Stellung der Zusaizunterlage 6 in bezug auf den Horizont zu verändern, die bei dem Kontakt des Vorsprungs 45 der Leitschablone 44 mit der^jRolle aufrechterhalten wird. Dies ermöglicht, Nuten mit gleichmäßig veränderlicher Tiefe auszuschlei- fen.

Dynamische Beanspruchungen, welche in der Maschine bei periodischen Verschwenkungen der Zusatzunterlage 6 unter der Wirkung der Leitschablone 44 entstehen, sind unwesentlich, da das Gewicht der 7usammen mit dieser Unterlage schwenkenden Teile der Maschine gering ist.

Die Verschwenkungen der Zusatzunterlage 6 haben keinen Einfluß auf den Charakter der Zusammenwirkung der Nockenwelle 27 mit dem Maschinengestell 3. Dadurch steigt die Genauigkeit der Bearbeitung des Werkstücks erheblich.

Wenn auf der Maschine das Schleifen von sowohl krummlinigen als auch geradlinigen Nuten vorgesehen wird, so wird die Spindel 4 (Fig.3 und 4) dieser Maschine aus drei I laupiteilen ausgeführt: einem Hohlzylindcr 4«i, auf dem das Schneckenrad 24 mit Hilfe eines Keils 57 starr befestigt ist, einer im Inneren dieses Hohlzylinder;; untergebrachten Weile 4b und einem aul dieser Welle befestigten Halter 4c für das zu bearbeitende Werkstück 5.

Bei der Bearbeitung von Spiralnuten wird die Welle 4b mit dem Hohlzylinder 4a mit Hilfe eines Kiipnlung«;-stücks 58 verbunden, das einen Vorsprung 59 aufweist. Dieser Vorsprung greift gleichzeitig in einen im Hohlzylinder 4a ausgeführten Schlitz 60 und in einen Schlitz 61 hinein, der am Ende der Weile 4b ausgearbeitet ist. Beim Umlauf des Schneckenrades 24 wird die Drehung von dem Hohlzylinder 4a über Kupplungsstück 58 zur Welle 4b übertragen.

Beim Schleifen von geradlinigen Nuten auf dein Werkstück 5 wird das Kuppiungsstück 58 mit der Spindel 4 außer Eingriff gebracht, und in den Schlitz 60 der Welle 4b wird ein Vorsprung 62 (F i g. 4) der Kreuznutscheibe bJ eingesetzt, die periodische Drehungen um einen Winke! ausführt, der der Winkelversetzung zwischen den zu schleifenden Nuten gleich ist.

Am vorderen Ende der Nockenwelle 27 wird ein Mitnehmer 64 montiert, welcher periodisch die Kreuznutscheibe 63 dreht. Zur Verriegelung dieser Scheibe nach erfolgter Drehung ist in der Maschine ein Feststeller 65 vorgesehen, der an der besagten Scheibe montiert ist. Der Feststeller enthält einen Stab 66, der mit Hilfe einer Mutter 68 gegen die Leiste 67 abgestützt ist und durch eine Feder 69 in Richtung zur Kreu^nuisclicibe abgefedert ist. Die Leiste vollführt periodische Aufwärts- und Abwärtsbewegungen unter der Einwirkung eines Stößels 70, der in einem Führungsteil 71 montiert ist. Der Stößel 70 wiederum bewegt sich unter Einwirkung eines Nockens 72. welcher auf der Nockenwelle 27 mit Hilfe eines Keils 73 befestigt ist.

Der Anschlag der Feder 69 wird zweckmäßig mit dem Gehäuse 12 (F i g. 1 und 2) und das Führungsteil 71 (F i g. 4) mit der Zusatzunterlage 6 (F i g. 1 und 2) verbunden, während in der Leiste 67 (F i g. 4) zweckmäßigerweise eine Nut 74 vorgesehen wird, um die Möglichkeit der Verschiebung der Leiste samt der Zusatzunterlage 6 mit der Bewegung des Stabs 66 zu gewährleisten.

Der Feststeller 65 erhöht die Genauigkeit der Nutenherstellung.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Schleifmaschine zur Herstellung von schraubenlinienförmigen Nuten in zylindrischen Teilen, vorzugsweise in Spiralbohrern, mit einer fortschreitend verschiebbaren Grundplatte, die einen Antriebsmotor trägt, der mittels eines Zahnradgetriebes mit einer da;» zu bearbeitende Werkstück tragenden schneckengetriebenen Spindel und mit einer Nockenwelle kinematisch verbund&n ist, die zur Erzeugung der Verschiebung der Grundplatte einen Nocken trägt, wobei auf der Grundplatte eine die "Werkstückspindel tragende Zusatzunterlage derart angelenkt ist, daß das Werkstück über einen weiteren auf der Nockenwelle angeordneten Nokken um einer quer zu diesem verlaufende Achse schwenkbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß Motorantrieb (13), Nockenwelle (27) mit Nokken (29 und 42) und Zahnradgetriebe (18. 19, 25, 26) unmittelbar auf der Grundplatte (7) angeordnet sind und zur Schwenkbewegung der Zusatzunterlage (6) mit der Werkstückspindel (4) gegenüber der Nokkenwelle (27) eine an der Zusatzunterlage (6) angreifende Leitschablone (44) vorgesehen ist, die durch den zweiten Nocken (42) verschiebbar ist.

2. Schleifmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse der Schwenklagerung der Zusatzunterlage (6) gegenüber der Grundplatte (7) mit der Drehachse der Schnecke (11) für den Werkstückspindelantrieb zusammenfällt.

3. Schleifmaschine nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzunterlage (6) und die Grundplatte (7) zusätzlich mittels einer Feder (47) verbunden sind.