DE2053749A1 - Schleifmaschine fur Schneidwerk zeuge von Werkzeugmaschinen - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE 8902 augsburg-goggingen, den 2. 11. 1970

v. Eichendorff-Straße 10

DR. ING. E. LIEBAU UnserZe.chen Dr.Lb/La 3 0 8078

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dipl.ing. G. LIEBAU 20537AQ

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Omark-Winslow Aero-space Tool Co., 2100 Southeast Milport Road,

Portland, Oregon/USA

Schleifmaschine für Schneidwerkzeuge von Werkzeugmaschinen.

Die Erfindung betrifft im allgemeinen eine Schleifmaschine zum Formen und Schärfen von Schneidwerkzeugen für Werkzeugmaschinen und im besonderen zum Schleifen von Fingerfräsern um diese entweder nachzuschärfen oder um aus Rohlingen neue herzustellen.

Bisher wurden Schneidwerkzeuge, wie z. B. Fingerfräser weitgehend von Hand geschliffen, mit Hilfe von Spannvorrichtungen und Befestigungen, um die Hand des Schleifers beim Halten des Werkzeuges zu unterstützen. Es wurden zwar Schleifmaschinen entwickelt, um den SchleifVorgang teilweise zu mechanisieren; diese Schleifmaschinen taugen Jedoch nur für relativ einfache Werkzeuge und genügen nicht der Anforderung zur Herstellung von höchst komplizierten Formen an den Schneidkanten der Schneidwerkzeuge. Bei zum größten Teil von Hand geschliffenen Schneidwerkzeugen zeigt sich, daß diese verschiedene, unvorhersehbare Ungenauigkeiten aufweisen; und dies führt wiederum zu einer mangelnden Gleichförmigkeit des Endproduktes. Außerdem ist eine nahe Kontrolle der Gestalt der geschliffenen

Oberflächen unmöglich zu erhalten. Ein Schleifvorgang mit einem beträchtlichen Anteil von Handarbeit beim Bewegen oder Führen des Schneidwerkzeuges «ruirsacht wesentlich höhere Kosten als ein gänzlich mechanisierter SchlöifVorgang·

Als Konzequenz dieses Sachverhaltes ist es aus Gründen der Wirtschaftlichkeit und auch der Schleifgenauigkeit wünschenswert, das Schleifen von Schneidwerkzeugen, wie z. B. Fingerfräsern, als auch Änderer Schneidwerkzeuge zu mechanisieren. Durch Steigerung der Schleifgenauigkeit ist die Herstellung von Schneidwerkzeugen möglich, die exakte Duplikate voneinander sind. Das Letztere ist insbesondere von Wichtigkeit, wenn Vielspindelwerkzeugmaschinen verwendet werden, da es dann darauf ankommt, daß alle Schneidwerkzeuge in genau der gleichen Weise schneiden und auch die gleiche Lebensdauer aufweisen.

Wenn sich die Schneidwerkzeuge leicht in der Gestalt unterscheiden, führt dies zu nicht ganz gleichförmigen Produkten, was eine hohe Ausschußziffer bedeuten kann. Weiterhin kann ein Schneidwerkzeug vor den anderen stumpf werden und sodann brechen, wodurch die Werkzeugmaschine vorzeitig stillgesetzt werden muß. Dies wiederum erfordert einen vorzeitigen Austausch sämtlicher Schneidwerkzeuge durch einen neuen Satz von Schneidwerkzeugen.

Während, wie oben erwähnt, einige Schleifmaschinen entwickelt wurden, um den SchleifVorgang teilweise zu mechanisieren, war es bisher nicht möglich, mechanisch sowohl die gewünschte Form der Schneidkante und gleichzeitig den erforderlichen Spanwinkel an jedem Punkt entlang der Schneidkante zu erzeugen. So ist es z. B. im Falle eines Fingerfräsers mit Kugelkopf wünschenswert, daß am Zentrum oder an

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der Spitze des Werkzeuges der Spanwinkel ungefähr O⁰ "beträgt. Weiterhin sollte das Schneidwerkzeug einen sanften Zusammenlauf des Spanwinkels an der tangentialen Verbindung der gekurvten Schneidkanten am Ende des Kugelkopfes mit den spiralförmigen Schneidkanten an den Flanken des Schneidwerkzeuges aufweisen. Versuche, die erforderlichen Spanwinkel über die gesamte Länge einer Schneidkante mechanisch zu erzeugen, zwangen zu unannehmbaren Beschränkungen in der Form der Schneidkanten.

Es ist daher eine der Aufgaben der Erfindung, eine Schleifmaschine zu schaffen, mit der sowohl die Form als auch die Spanwinkel der Schneidkanten erzeugt werden können, um diese den Idealwerten insbesondere am Übergang der gekurvten mit den spiralförmigen Schneidkanten anzunähern.

Gemäß der Erfindung wird eine Schleifmaschine für Schneidwerkzeuge von Werkzeugmaschinen geschaffen, mit einem Arbeitskopf zum Halten des zu schleifenden Schneidwerkzeugs und mit Einrichtungen zum Bewegen der Achse des Schneidwerkzeuges in Bezug zu drei senkrecht zueinander verlaufenden Achsen, um beim Eingriff des Schneidwerkzeuges mit der Schleifscheibe auf dem Ende des Schneidwerkzeuges gekrümmte Schneidkanten zu erzeugen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß der Arbeitskopf zum Drehen der Achse des Schneidwerkzeuges um eine erste Achse drehbar gelagert ist, daß die erste Achse um eine zweite Achse schwenkbar angeordnet ist, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, welche die Dreh- bzw. Schwenltbewegungen um die erste bzw. zweite Achse nach einer vorbestimmten Gesetzmäßigkeit zueinander in Beziehung setzt, und' daß die beiden Achsen einen vorbestimmten Abstand einhalten.

Vorteilhaft sind die Dreh- "bzw. Schwenkbewegung«, um die X,, bzw. Zy,-Achse miteinander in Bezug gebracht, mittels eines Nockens und eines Nockenabgriffs, wobei der Nocken

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eine geeignete Form aufweist, die die vorbestimmte Gesetzmäßigkeit festlegt.

Durch die Anordnung der Achse Z* in geeignetem Abstand von der Achse X,- wird eine kreisbogenförmige Hohlkehle en der Basis der Schneidkante in der Nähe der Spitze des Schneidwerkzeuges erzeugt und der Radius dieser Hohlkehle ist am größten unmittelbar an der Spitze, und verkleinert sich mit zunehmendem Abstand von der Spitze. Diese Hohlkehle verhindert die Bildung einer scharfkantigen Tasche, in der sich die Späne in dem sehr schmalen Raum unmittelbar an der Spitze des Schneidwerkzeuges zusammenballen könnten. Der Abfluß der Späne weg von der Spitze des Schneidwerkzeuges wird somit begünstigt.

Es ist außerdem eine Aufgabe der Erfindung, der Schleifoberfläche am Fingerfräser eine neue Gestalt zu geben, aufgrund derer der Abfluß der Späne von den Schneidkanten des Schneidwerkzeuges verbessert wird.

Zusammenfassung der Erfindung

Diese und weitere Aufgaben wurden gelost mit einer Schleifmaschine mit einer Schleifscheibe, einem Werkzeughalter und einer Einrichtung zur Unterstützung und zum Bewegen des Werkzeughalters und eines in ihm gehaltenen Schneidwerkzeuges über einen vorbestimmten Weg in Bezug auf die Schleifscheibe, um gewisse Nuten schleifen zu können.

Die Schleifmaschine ist im allgemeinen in Bezug auf die geometrischen Hauptachsen X, Y und Z aufgebaut, die in je einer von drei aufeinander senkrecht stehenden Ebenen liegen. Vom Standpunkt der Geometrie des Entwurfs können diese Achsen als senkecht zueinanderstehend und sich in

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einem gemeinsamen Punkt schneidend angesehen werden, und sie können so in der Maschine vorgesehen sein. Vom Standpunkt des Entwurf dienen diese drei Achsen als Bezugsachsen. In der Maschine sind die entsprechenden Achsen mit X-, Y_x, "bzw. Z_x, bezeichnet und die physikalischen Elemente, die die Gegenstücke des Entwurfs oder der geometrischen Achsen bilden, können diese gleichen Bezugslagen einnehmen, oder sie können seitlich oder winkelmäßig aus der Bezugslage wegbewegt werden.

Dies trifft insbesondere für Einstellungen oder Ver- Λ

Schiebungen der Maschinenelemente zu, die den X und Z-Achsen entsprechen bzw. diese repräsentieren, welche notwendig sind, um besondere Schliffe zu erzeugen oder um die Maschine den besonderen Größen und Formen der Schneidwerkzeuge anzupassen. Aus diesem Grunde ist in der Anordnung der Maschinengegenstücke zu den geometrischen Achsen in der Maschine Flexibilität vorgesehen, so daß diese Achsen in der Maschine in Bezug auf ihre ursprüngliche Lage verschoben oder gedreht werden können, wie es für den jeweiligen SchleifVorgang erforderlich sein mag· Die von größeren. Maschinenelementen bestimmte vertikale Z^-Achse und die horizontale X^-Achse sind jede unabhängig in Bezug zu den anderen Achsen bewegbar, um die notwendige % Flexibilität einer dreidimensionalen Bewegung, wie sie zum Schleifen von Schneidwerkzeugen erforderlich ist, zu erhalten. Eine Einrichtung bringt das Schneidwerkzeug in und außer Eingriff mit der Schleifscheibe, indem die Z^-Achse in einem kurzen horizontalen Bogen um eine zweite vertikale, mit Z₂ bezeichnete Achse verschwenkt wird. Die Schleifscheibe dreht sich um eine dritte vertikale Achse Z_x. Die X„-Achse kann senkrecht zur Z^-Achse angeordnet sein, es ist jedoch eine Einrichtung vorgesehen, um die Χ,,-Achse während des Schleif Vorganges in einem horizontalen Bogen um die Z^-Achse in eine andere Lage zu verschwenken,

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in der die X^-Achse nicht senkrecht zur !„.-Achse steht. Die X^j-Achse kann außerdem seitlich zu und weg von der Schleifscheibe vershoben werden. Die X-Achse ist nicht durch ein körperliches Haschinenelement dargestellt.

Das Schneidwerkzeug ist in einem Werkzeughalter gehalten, der seinerseits in einem Arbeitskopf montiert ist, welcher den Werkzeughalter in seiner Ausgangslage mit der Längsachse des Schneidwerkzeugs horizontal und in der Y-Z-Ebene oder einer hierzu parallelen Ebene positioniert. Eine Einrichtung zum Verschwenken des Werkzeughalters und des Schneidwerkzeuges um die X-—Achse und auch um die Zi-Achse, wie dies für verschiedene Schliffe erforderlich ist, ist vorgesehen. Ein Nocken und ein Nockenabgriff sind vorgesehen, um die Drehbewegung des Arbeitskopfes um die X^-Achse in Abhängigkeit von der Bewegung des Schneidwerkzeuges um die Z^-Achse zu steuern, so daß durch gleichzeitige Bewegung um zwei Achsen die gewünschten formen auf das Schneidwerkzeug geschliffen werden, können.

Der Kopf eines Fingerfräsers mit kugeligem Kopf erhält den Spanwinkel durch Schleifen der Seitenfläche eines Steges in einem mit Nutenschleifen (gashing) bezeichneten Arbeitsschritt. Die Bewegung des Schneidwerkzeuges gleichzeitig um zwei senkrecht zueinander stehenden Achsen ist exakt gesteuert, um einen sanften tangential en Zusammenlauf zwischen dem Spanwinkel am Kopf des Schneidwerkzeuges und der Seitenfläche des Steges am vollen Durchmesser des Schneidwerkzeuges zu erzeugen. An der Basis dieser Seitenfläche wird außerdem ein Radius erzeugt, der nahe dem Zentrum des Schneidwerkzeuges am größten ist und der sich zu Peripherie verkleinert. Aufgrund dieses Radius¹ wird ein verbesserter Abfluß der Späne weg von den

Schneidkanten des Schneidwerkzeuges während des Schleifvorganges erzielt. Bisher war es nicht möglich, Fingerfräser mit Kugelkopf exakt zu schleifen, da keine bekannte Schleifmaschine die hierzu erforderlichen Bewegungen zuließ

Die Erfindung wird zum "besseren Verständnis und zur Verdeutlichung der durch sie erzielten Vorteile nachfolgend anhand "beigefügter Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Schleifmaschine;

Fig. 2 eine Seitenansicht der Maschine von Fig. 1, bei der der obere Teil des Gehäuses aufgebrochen und der Arbeitskopf in Schleifstellung hochgeschwenkt ist4

Fig. 3 eine Darstellung des Stellgliedes und des durch es in Stellung gehaltenen Schneidwerkzeuges, sowie der Bichtung der Verschiebung der X*-Achse relativ zur X-Achse für A-Rotation;

Fig. 4 einen Querschnitt der Einrichtung von Fig. 3» von rechts hergpsehen;

Fig. 5 eine Teilseitenansicht, ähnlbh der von Fig. 2, jedoch mit in Anfangs- oder Ladestellung vorgeneigtem Arbeitskopf;

Fig. 6 einen Teil eines Vertikal schnittes aur Darstellung des oberen Teiles der den Arbeitskopf tragenden Säule, nach der Linie VI-VI in Fig. 2, mit, zum Zwecke der Darstellung, aus der Ladestellung um 90° nach oben geschwenktem Arbeitskopf;

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Fig. 7 einen Teil eines vertikalen Schnittes nach der Linie VII-VII in Fig. 2, zur Darstellung des Nockens mit Nockenabgriff zur Steuerung der Drehbewegung des Arbeitskopfes um die X-Achse;

Fig. 8 eine Seitenansicht von Fig 7» von rechts hergesehen;

Fig. 9 eine Teilänsicht, ähnlich einem Teil von Fig. 8, zur Darstellung der Relativbewegung des Nockens und des Nockenabgriffs;

Fig. 10 eine teilweise aufgeschnittene Ansicht des Werkzeughalters mit Schneidwerkzeug;

Fig. 11 einen Teilschnitt durch die Konstruktion des Arbeitskopfes nach der Linie XI-XI in Fig. 6;

Fig. 11A einen Schnitt nach der Linie XIA-XIA in Fig. 6;

Fig. 12 eine schematische., perspektivische Ansicht der Schleifscheibe, des Arbeitskopfes und der Säule, auf welche der Arbeitskopf montiert ist, zusammen mit Mechanismen zur Erzeugung der erwünschten Bewegungen des Arbeitskopfes relativ zur Schleifscheibe ;

Fig. 13 ein Diagramm zur Darstellung der geometrischen Beziehung der einzelnen Bezugs- und Maschinenachsen und der Richtungen ihrer seitlichen Verschiebbarkeit, sowie der Bewegungen deg Schneidwerkzeuges relativ zu den Achsen;

Fig. 14 eine Draufsicht auf das vordere Schneidende eines Fingerfräsers mit Kugelkopf;

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Fig. 14 A, B, G £eilschnitte durch die Schneidkanten des Bohrers nach den Linien. XIVA-XIVA, XIVB-XIVB bzw. XIVO-XIVO in Fig. 15, zur Darstellung der Änderung des Radius¹ oder des Hohlkehlschliffes an der Basis der Seitenfläche des Steges am Kugelkopf f· des Fingerfräserß;

Fig. 15 eine Seitenansicht des Fingerfräsers Von Fig.

Fig. 16 eine Serie schematischer Ansichten zur Darstellung aufeinander folgender Stellungen eines Fingerfräsers beim Spannutenschleifen und beim Einschleifen von Einkerbungen (gashing and notching grinds);

Fig. 17 einen Teilschnitt der Peripherie der Schleifscheibe mit einem Schneidwerkzeug in Eingriff.

Die in den Zeichnungen dargestellte Schleifscheibe ist mit Bezug auf drei geometrische Achsen entworfen und aufgebaut, wobei diese Achsen in drei zueinander senkrechten und sich schneidenden Ebenen liegen. Entsprechend üblicher Praxis sind diese Achsen mit X, Y und Z-Achsen bezeichnet. Die X-und Y-Achsen verlaufen horizontal und erstrecken sich für einen Beobachter, der vor der Haschine steht, von links nach rechts bzw. auf diesen zu oder von diesem weg. Die Z-Achse verläuft in vertikaler Richtung und geht durch den Schnittpunkt der X- und Y-Achsen. Diese geometrische Beziehung der drei Hauptachsen ist aus Fig. 13 zu entnehmen, wobei diese Beziehung für die diesen Achsen entsprechenden Maschinenachsen jedoch nicht unveränderlich ist. Andere Achsen sind mit den gleichen Bezugsbuchstaben wie die zu ihnen parallelen Hauptachsen mit Zusatz eines Index bezeichnet. Ebenso ist entsprechend üblicher Praxis die Drehbewegung von Maschinenelementen

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um eine der Hauptachsen« wie Pig. 13 zeigt, mit A,B oder C-Rotation bezeichnet, wenn die Drehbewegung um die X₁, Y. bzw. erfolgt.

Die von einem größeren Maschinenelement .bestimmte Maschinenachse X₁ verläuft immer horizontal, sie kann jedoch angehoben, abgesenkt, horizontal gedreht oder seitlich verschoben werden; die Y.. -Achse, die weniger an die Maschine gebunden ist, kann als sich mit der X₁-Achse hebend oder senkend angesehen werden, um den Schnittpunkt mit dieser beizubehalten. Die Maschine weist zwei größere vertikale Achsen für die Bewegung des Schneidwerkzeuges auf; die Zp-Achse liegt fest und die Z^-^Achse ist um die Zg-Achse beweglich. Die X-Z-Ebene enthält zu allen Zeiten an Station 2 beide vertikale Ächaenj Aber Äie X₁₁^rAiUhHe kann um die Z₁ -Achse schwingen, so daß die ;nicht immer die Z₁-AChSe einschließen muß.

Wie sich aus der nachfolgenden Beschreibung ergeben wird, weist die Schleifmaschine eine genügende Flexibilität in der Bewegung des Schneidwerkzeuges auf, um einen geraden oder flachen Fingerfräser, einen Fingerfräser mit Kugelkopf oder einen Fingerfräser mit dazwischenliegender Gestalt, der im allgemeinen als Radius-Fingerfräser (radiused end-mill) bezeichnet wird, exakt schleifen zu können.

Die Schleifmaschine weist einen mit 10 bezeichneten Rahmen von beliebiger geeigneter Konstruktion auf. Ein Schutzgehäuse ist, wie in Fig. 1 gezeigt, auf den Rahmen montiert, das die beweglichen Teile umschließt, einerseits aus Sicherheitsgründen und andererseits um Spritzer von Kühlflüssigkeit und während des Schleifvorganges erzeugten Schleifstaubes abzufangen. Das Gehäuse kann von beliebiger geeigneter Gestalt sein. Die Schleifmaschine umfaßt außerdem Schaltpulte, an welchen äußere Steuerorgane angeordnet sind.

Eines der größeren Elemente der Maschine ist die Schleifscheiben-anordnung, die Fig. 2 in Seitenansicht und in Fig. schaubildmäßig in ihrem Bezug zu anderen Elementen der Schleifmaschine gezeigt ist. Diese Anordnung umfaßt eine Schleifscheibe 12, die am oberen Ende einer Welle 14 befestigt ist. Die Welle 14- ist drehbar in einem hydrostatischen Lager 15 gelagert. Am unteren Ende der Welle 14 ist eine Riemenscheibe 16 angeordnet, um die ein oder mehrere Riemen geführt sind. Diese Riemen sind außerdem um eine Riemenscheibe an der Ausgangswelle eines Elektromotors 18 geführt. Das Vellenlager und der Motor 18 sind auf einem Schlitten 20 befestigt. Wie in Fig. 12 gezeigt, ist der Schlitten auf seiner einen Seite mit einem Schwalbenschwanz 21 versehen, der sich relativ zum Rahmen 10 auf und zwischen zwei am Rahmen befestigten Schienen 22 bewegen kann. Während noch eine Einrichtung zum automatischen Bewegen der Schleifscheibe in eine gewünschte Lage vorgesehen ist, erlaubt diese Anordnung, die Schleifscheibe außerdem mittels einer von Hand betätigten Führungsspindel 24, die mit einer, nicht dargestellten, am Schlitten "befestigten Mutter zusammenwirkt, zu und weg von dem Werkzeug

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zu bewegen. Die Führungsspindel erstreckt sich zur Vorderseite der Schleifmaschine und ist an ihrem sich durch das Gehäuse erstreckenden einen Ende mit einem Handrad 25 versehen, mit Hilfe dessen die Führungsspindel gedreht werden kann.

Die Drehachse der Schleifscheibe 12 ist eine vertikale mit Z^ bezeichnete Achse, die parallel und in Abstand zur Hauptachse Zi verläuft. Diese Achse liegt normalerweise fest, aber sie kann zum Ausgleich von Abnutzung eingestellt werden. Zu diesem Zweck kann die Schleifscheibenanordnung mittels des Handrades 25 und der Führungsspindel 24 entlang der Y-Achse zu und weg von der Z^-Achse bewegt werden.

Eine Einrichtung zum Halten des zu schleifenden Schneidwerkzeuges und zum Bewegen des Schneidwerkes über einen vorbestimmten Weg relativ zur Schleifscheibe 12 ist ebenfalls vorgesehen. Eine solche Einrichtung ist in ihren Einzelheiten in Fig. 2 und 7 und in ihrem Bezug zu der Gesamtmaschine schaubildmäßig in Fig. 12 dargestellt.

Wie Fig. 10 und 12 zeigen ist das zu schleifende Schneidwerkzeug in einem Werkzeughalter 27 gehalten, der seinerseits in einen Arbeitskopf montiert ist. Der Werkzeughalter besteht im wesentlichen aus einer Büchse mit einer zentralen Bohrung verringerten Durchmessers an ihrem einen Ende zur Aufnahme des Schaftes des Schneidwerkzeuges. Es können mehrere solche Halter vorgesehen sein, wobei jeder Halter eine Bohrung ausgewählter Größe aufweist, zur Aufnahme des Schaftes eines dazu passenden Schneidwerkzeuges. Der Außendurchmesser aller Halter ist gleich, um in den Arbeitskopf zu passen, so daß die Halter tatsächlich Adapter sind, die erlauben, daß der Arbeitskopf 28 Schneidwerkzeuge unterschiedlicher Durchmesser und Längen aufnehmen und diese zum Eingriff mit der Schleifscheibe 12' halten kann.

Der das Schneidwerkzeug tragende Rotor 30 ist drehbar um seine Längsachse, die mit der Achse T des Schneidwerkzeuges

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zusammenfällt. Der Rotor wird von einem am Arbeitskopf 28 befestigten hydraulischen Motor 42 über ein Untersetzungsgetriebe angetrieben.

Eine Einrichtung ist vorgesehen, um den Arbeitskopf zu halten und diesen dreidimensional zu bewegen, um dem in dem Arbeitskopf gehaltenen Schneidwerkzeug 26 zur Erzeugung der gewünschten Gestalt mittels der Schleifscheibe die erforderliche Bewegung zu geben. Als Teil dieser Halte- und Bewegungseinrichtung ist der Arbeitskopf auf einer Seite mit einem Mihrungsblock 48 (Fig. 6) versehen, dessen eine Seite eine Nut aufweist, in die gleitend ein an einem Gegenblock 50 befindlicher Schwalbenschwanz 50a eingreift. Auf Grund dieser Konstruktion ist eine relative Gleitbewegung des Arbeitskopfes und des Werkzeuges nur in einer geraden Linie entlang der Y-Achse relativ zu dem Gegenblock 50 möglich, der als stationär angeordnet angesehen werden kann. Sie dient Jedoch lediglich zur Kompensation von Ungenauigkeiten in der Fertigung, wonach der Schlitten verstiftet werden kann.

Gegenblock 50 ist mit einer Halterung 51 mittels einer zweiten Schwalbenschwanzverbindung bei 53 verbunden, welche senkrecht zu der Führung zwischen den Blöcken 48 und 50 verläuft. Wenn sich der Gegenblock 50 in der in der Fig. 6 gezeigten Stellung befindet, kann er relativ zu der Halterung 51 vertikal eingestellt werden, um die Maschine verschiedenen Längen von Schneidwerkzeugen anzupassen. Diese Gleitverbindung wird während des Schleifvorganges festgelegt bzw. außer Betrieb gesetzt und dient im wesentlichen zur Einstellung der Maschine zum Ausgleich von Fertigungsungenauigkeiten. Block 50 wird normalerweise verstiftet, sobald die gewünschte Einstellung vorgenommen worden ist.

Der Arbeitskopf 28 ist an der Halterung 51 zur Ausführung einer Drehbewegung um die horizontale X^-Achse, die als Α-Rotation bezeichnet wird, gelagert. Zu diesem Zweck weist

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das untere Ende der Halterung 51 eine Bohrung zur Aufnahme eines Zapfens y\- auf, wie in Fig. 6 dargestellt. Der Zapfen 54 weist eine kegelige Schulter auf, die in Zusammenwirken mit einer entgegengesetzten kegeligen Schulter auf einer, von einer Feststellschraube 55a angezogenen Unterlegscheibe 55 den Zapfen drehfest mit der Halterung 51 verbindet. Der Zapfen 54 steht über die Halterung 51 vor-und ist in Lagern 57 gelagert, wodurch der Zapfen 54- und die mit ihm verbundenen Teile um die horizontale Achse Χι drehbar sind.

Die Lager 57 sind in einem sich nach oben erstreckenden Arm eines L-förmigen Bügels 58 angeordnet. Der untere Arm des Bügels 58 erstreckt sich horizontal und ruht auf der Oberseite eines Basisblocks 59 auf. Der Bügel 58 ist auf seiner Unterseite mit einer Rippe 58a versehen, die genau in eine Nut entsprechender Größe im Basisblock 59 paßt, um dem Bügel 58, dem Zapfen 54 und dem Arbeitskopf eine Verschiebung entlang der Y-Achse zu ermöglichen. Diese Bewegung wird als "A-Rotation-Verschiebung¹¹ bezeichnet und erlaubt eine seitliche Verschiebung der X^-Maschinenachse für A-Hotation weg von der geometrischen X-Achse, um die gewünschte Einstellung des Kopfes des Schneidwerkzeuges mit Bezug auf die Schleifscheibe vornehmen zu können. Diese Verschiebung ist in den Figuren 3 und 13 als eine Bewegung zu und weg von der Schleifscheibe dargestellt.

Gegenüberliegende. Verstellschrauben 59a sind in Gewindebohrungen von Bügeln 59b am Basisblock 59 vorgesehen, um eine Lageneinsteilung vornehmen und den Bügel 58 und den X-Achse-Zapfen 54 in der gewünschten Lage feststellen zu können. Eine zusätzliche Fixierung wird durch Maschinenschrauben 59d erhalten, die in Gewindebohrungen im Basisblock 59 eingreifen (Fig. 8).

In der Unterseite des Basisblocks 59 befindet sich eine Ausnehmung mit konvergierenden Seitenwänden, die einen Schwalbenschwanz 60a aufnimmt, der Teil eines Armes 60 ist, um eine gleitverbindung zwischen dem Basisblock 59 und dem Arm 60

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herzustellen. Die Bewegung des Basisblocks 59 und der von ihm getragenen Teile ist geradlinig und horizontal und wird von einer Führungepindel 61 gesteuert, die über eine Mutter 59c den Bügel 58 antreibt und die drehbar am Arm 60 gelagert ist, wobei die Führungsspindel von Hand über ein Handrad 63 gedreht wird (Fig. 7)·

Die Gleitverbindung zwischen Basisblock 59 und Arm 60 durch den Schwalbenschwanz 60a bewirkt in erster Linie eine gesteuerte, geradlinige Bewegung des Arbeitskopfes 28. Diese Bewegung erfolgt längs der Xi-Aehse, wodurch das Werkzeug 26 entlang der X^-Achse verschoben werden kann, um das Werkzeug exakt relativ zur Y-^-Achse für die Schleifvorgänge zu positionieren. Diese Bewegung ist in Fig. 15 ^^ "Verschiebung der Y-Achse" bezeichnet. Während einer jeden solchen Verschiebebewegung werden der Arbeitskopf 28 und die Elemente 48, 50 und 5^» die den Arbeitskopf auf dem L-förmigen Bügel 58 halten, horizontal als eine Einheit bewegt.

Eine winkelmäßige Bewegung des Arbeitskopfes um die X-Achse relativ zum Bügel 58 und Arm 60 wird durch einen doppelt wirkenden hydraulischen Zylinder 64 hervorgerufen, der schwenk-' bar bei 65 an der Halterung 51 gelagert ist. Ein Kolben im Zylinder 64 kann innerhalb des Zylinders nach beiden Eichtungen bewegt werden, indem Hydraulikflüssigkeit unter Druck dem entsprechenden Ende des Zylinders zugeführt wird. An dem (nicht dargestellten) Kolben ist eine Kolbenstange 66 befestigt, deren äußeres Ende schwenkbar bei 67» wie in Figuren 2, 7 gezeigt, an einem mit dem Bügel 58 verbundenen Auge befestigt ist. Da das untere Ende der Kolbenstange 66 bei befestigt ist, bewegt die z. B. dem unteren Ende des Zylinders zugeführte Hydraulikflüssigkeit den Zylinder nach unten mit Bezug auf den Kolben und schwenkt den Arbeitskopf im Gegenuhrzeigersinn, wie in Fig. 2 gesehen, in die in Fig. 5 gezeigte Ausgangsstellung. Eine Aufwärtsbewegung erfolgt, indem Flüssigkeit unter Druck dem anderen Ende des Zylinders zugeführt wird. Diese Bewegung ist die Α-Rotation um die X^-Achse. Die Längsachse T des Schneidwerkzeuges 26 verläuft in der Anfangs- oder Startstellung für die*-KergcMedenen Schleif vorgänge horizontal,

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wie in Fig. 5 gezeigt.

Die Drehbewegung des Arbeitskopfes und des Schneidwerkzeuges weg von dieser infangsstellung erfolgt im Uhrzeigersinn und überschreitet an Station 2 gewöhnlich nicht 50-40°. 'Zur Steuerung der Α-Rotation des Arbeitskopfes, d.h. der Drehbewegung der Halterung 51 und. des in den Arbeitskopf montierten Schneidwerkzeuges ist die Halterung 51 nii* einem einstellbaren Nockenabgriff 68 versehen, der insbesondere in den Figuren 7 und 8 gezeigt ist. Der Abgriff ist eine auf einer Platte 68a montierte Rolle, wobei die Platte und der Abgriff entlang eines gekrümmten Schlitzes 69a in einer viertelkreisförmigen Platte 69 bewegbar sind und die Platte 69 an der Halterung 51 befestigt und mit dieser bewegbar ist. Der einstellbare Abgriff kann an die Platte 69 entlang des Schlitzes in ausgewählten Lagen festgezogen werden, und er ist in Eingriff mit einem Nocken 70> der schwenkbar bei 70a gelagert ist. 70a- ist ein fester Schwenkpunkt an der oberen Verlängerung 58f des Bügels 58. Der Nocken 70 ist bei 70b an das äußere Ende der Kolbenstange 71^a eines Kolbens in einem doppelt wirkenden Zylinder 71 angelenkt. Der Zylinder 71 weist hydraulische Anschlüße 71c und 71<1 auf, die an entgegengesetzten Enden des Zylinders angeordnet sind, um Flüssigkeit unter Druck zu-oder abführen zu können und um den (nicht gezeigten ) Kolben in dem Zylinder zu verschieben und damit den Nocken 70 um den Schwenkpunkt 70a zu verschwenken, wie das später beschrieben werden wird.

Der sich horizontal erstreckende Arm 60 der Arbeitskopf-Stützkonstruktion trägt an einem Ende zwei in Abstand angeordnete Radiallager 72 (Fig. 6), durch die der Arm drehbar auf einem Drehzapfen 73 angeordnet ist. Das untere Ende des Drehzapfens 73 ist in einem sich horizontal erstreckenden Teil einer Plattform 75 festgehalten. Der Zapfen 73 weist einen Konus 73a auf, und eine Feststellmutter 76 liegt gegen eine Büchse 77 mit einem Gegenkonus an, so daß durch Anziehen der Feststellmutter der Zapfen 73 gegen die Plattform 75 gezogen wird. Die durch den Drehzapfen 73 bestimmte Achse ist eine vertikale Achse und zwar die Z^-Achse der Schleifmaschine.

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Der Arm 60 schwenkt um diese Achse und die Längsachse T des Schneidwerkzeuges kann, wenn diese vertikal verläuft, in Übereinstimmung mit der Z^-Achse gebracht oder zu dieser versetzt angeordnet werden, indem das Handrad 52 oder 6J gedreht wird, um eine Bewegung des Arbeitskopfes 28 an der Gleitführung 48 bzw. 59 Oe nach Erfaöernis zu bewirken.

Die Plattform 75 ist auf das obere Ende einer Säule 80 montiert, wie insbesondere Fig. 6 zeigt, um entweder nur eine Schwenkbewegung um die vertikale Achse der Säule 80, die mit Zry- bezeichnet ist, oder auch eine Vertikalbewegung entlang dieser Z2-Ach.se zu erzeugen. Die Plattform 75 kann zusammen mit der mit ihr verbundenen Stützkonstruktion für (| den Arbeitskopf 28 mittels eines Druckkolbens 81 angehoben oder abgesenkt werden.

Die Schwenkbewegung der Säule 80 um die Achse Z2 des Druckkolbens 81 wird mittels eines Vinkelhebels 88 erzeugt, der drehfest mit dem unteren Ende der Säule verbunden ist. Ein Arm 88a des Vinkelhebels trägt ein Druckstück 89 mit einer sich vertikal erstreckenden Fläche, entlang welcher eine Rolle 90 angreift. Die Rolle 90 ist drehbar auf einem Arm eines weiteren Winkelhebels 91 angeordnet, der seinerseits schwenkbar in einem Lager 92 gelagert ist, das diesem Winkelhebel eine Schwenkbewegung um eine horizontale Achse gestattet. ^ Das Lager 92 ist ein Halslager, das durch einen Bügel 92a ™ an dem Rahmen 10 befestigt ist.

Der andere Arm des Winkelhebels 91 ist an eine Kolbenstange 93 angelenkt, die mit einem, in einem Steuerzylinder 94 beweglichen Kolben verbunden ist. Das untere Ende des Steuerzylinders 94 ist bei 95 an einen Bügel angelenkt, der seinerseits mit dem Rahmen 10 verbunden ist.

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Aus Pig. 12 ergibt sich, daß, wenn hydraulische Flüssigkeit unter Druck in das obere Ende des SteuerZylinders 9k eingeführt wird, der darin befindliche Kolben nach unten bewegt wird, in eine Richtung, um die Kolbenstange 93 nach unten zu bewegen und um den Winkelhebel 91 im Gegen-Uhrzeigersinn, wie in Fig. 12 gesehen, zu verschwenken. Diese Bewegung des Winkelhebels wird über die Rolle 9° und das Druckstück 89 auf den Arm 88a des Winkelhebels 88 übertragen. Hieraus resultiert eine Drehung dieses letzteren Winkelhebels und der mit ihm verbundenen Säule 80 im Uhrzeigersinn um die Achse Zp, von oben gesehen. Diese Bewegung wird mit "Zuführbewegung" bezeichnet, da, wie später ersichtlich werden wird, bei der Vorwärtsbewegung das Schneidwerkzeug in schleifenden Eingriff mit der Schleifscheibe und bei der Rückwärtsbewegung das Schneidwerkzeug naph vollendetem Sohleifzyklus aus dem Eingriff mit der Schleifscheibe ggbracht wird.

Die§e Rückbar, ^s₁;= ο§&ψ WegfUhrbewegung wird von einer Luftfeder

$1β aus einem Zylinder 97 mit einem darin yerti Kolben besteht., dessen Kolbenstange 98 an dem Ende

des Armes 80b des Winkelhebels 88 angelenkt ist. Ein Ende des

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Zylinders 9? ist bei 97/in irgendeiner geeigneten Weise am Rahmen 1o angelenkt. Die Wirkung der Luftfeder besteht darin, daß sie den Arbeitskopf ständig weg von der Schleifscheibe zwingt, außer, wenn der Steuerzylinder 9^ mit Flüssigkeit beaufschlagt wird, um eine ⁿ Zuführbewegung¹¹ zu bewirken. Die Größe der Zuführbewegung des Schneidwerkzeuges ist einstellbar. Sie wird fön einer Einrichtung gesteuert, die einen Arm I00 um? faßt., der mit der im Lager 92 gelagerten und den Winkelhebel tragenden Schwenkachse fest verbunden ist, so daß die Schwenkbewegung des Armes 100 simultan mit der des Winkelhebels 9I erfolgt« Ein Verbindungsglied Ιοί verbindet den Arm I00 mit einem Schwenkblock 1o2, welcher bei 1o3 schwenkbar am Rahmen gelagert 1st.

Aus Fig. 12 ist ersichtlich, daß eine Abwärtsbewegung der Kolbenstange 93 in eine Richtung zur Erzeugung der Zuführbewegung des Schneidwerkzeuges d,en ^fipicelhebel 91 uncl den Arm I00 im

- iy -

Gegenuhrzeigersinn verschwenkt. Hierdurch wird der Schwenkblock 1o2 um die Schwenkachse 1oJ im Uhrzeigersinn gedreht und die Schwenkbewegung des Schwenkblocks wird durch hydraulisch gesteuerte Anschläge begrenzt. Bei Station 2 sind Doppelanschläge 1o4 und 1o5 (Fig. 12), die wahlweise in Position gebracht werden können zum Eingriff mit dem Schwenkblock 1o2, in-'dem zugehörige hydraulische Zylinder 1o6 mit Druck beaufschlagt werden, wobei jeweils ein Zylinder mit einem der beiden Anschläge 1o4 und 1o5 verbunden ist. Wenn hydraulische Flüssigkeit unter Druck in einen Zylinder 1o6 eingeführt wird, wird der zugehörige Anschlag voll ausgefahren, wobei die Lage des voll ausgefahrenen Anschlags durch eine Mikrometerschraube 1o7 reguliert wird und die Mikrometerschraube ein am Schaltpult der' Maschine angeordnetes Handrad aufweist, so daß die Bedienungsperson durch Drehen des Handrades den Bereich der Zuführbewegung regulieren kann. Die Anschläge 1o4 und 1o5 sind gleich und jeder begrenzt das Ausmaß der Zuführbewegung des Schneidwerkzeuges und jeder von ihnen kann unabhängig vom anderen auf eine geringere oder größere Zuführbewegung eingestellt werden.

Die vertikale Bewegung des Arbeitskopfes und aller zur Ausführung der erforderlichen Bewegung des Arbeitskopfes benötigten Elemente kann als Verschiebung entlang einer der Achsen Z. oder Z₂ angesehen werden. Der Bereich einer solchen Verschiebung in vertikaler Richtung ist variabel und mittels Anschlägen einstellbar, die vorgesehen sind, um obere und untere Grenzen zu setzen. Wie bereits erwähnt, wird hydraulische Flüssigkeit unter Druck in den Zylinderraum unterhalb der Säule 8o eingeführt, um den Arbeitskopf und die mit ihm verbundene Stützkonstruktion zu heben. Die Aufwärtsbewegung dieser Teile ist beendet, wenn der Winkelhebel 88 an einem Ring tb anschlägt, der auf das untere Ende einer stationären, fest mit dem Rahmen verbundenen Büchse 86 aufgeschraubt ist. Die Anschlagshöhe zwischen diesen beiden Elementen kann verändert werden, indem der Ring 11o verdreht wird, wodurch sich der Ring 11o mit Bezug auf die stationäre Büchse hebt oder senkt. Hartmetallanschläge 111 sind zur Aufrechterhaltung der Genauigkeit auf dem Winkelhebel 88 vorgesehen.

χ) vorgesehen 1 0 9 8 2 0 / 1 4 β £

- 2o -

Der Ring 11o wird mittels eines Handrades 112 am Vorderteil - { der Maschine verdreht, das mit dem Ring über irgendeinen \

geeigneten« in den Zeichnungen nicht dargestellten, jedoch sehaubildmäßig bei 115 In Fig. 12 angedeuteten Mechanismus verbunden ist. Diese vertikale Bewegung der den Arbeitskopf tragenden Säule wird dazu verwendet, wie später deutlicher ersichtlich werden wird, um das Schneidwerkzeug vertikal mit Bezug auf die Schleifscheibe zu Beginn des Schleifzyklus zu positionieren. Der durch Ring 11o gegebene erforderliche Ein- \

Stellbereich ist relativ eng.

Ein wesentlich weiterer Einstellbereich wird durch den Anschlag gegeben, der die untere Grenze der Verschiebebewegung längs der Z₂-Achse bestimmt. Dieser letztere Anschlag umfaßt ein Paar L-förmiger Bügel 115* die den stationären Druckkolben 81 derart umgeben, daß ihre Oberseiten an der Unterseite des Winkelhebels 88 anschlagen, wenn der Arbeitskopf und seine Stützkonstruktion entlang der Z^-Achse abgesenkt werden.

Die zwei als Anschläge ausgebildeten Bügel 115 sind mit einer Verschiebemutter 116 verbunden, die auf eine in einem Radial- und Axiallager 118 gelagerte Führungsspindel 117 aufgeschraubt ist. Demgemäß verursacht eine Drehung der Führungsspindel 117 eine Auf- bzw. Abwärtsbewegung der Verschiebemutter 116 und der mit ihr verbundenen Teile. Die Führungsspindel 117 wird durch das an der Seite der Maschine vorgesehene Handrad 12o gedreht. Die das Handrad 12o tragende Welle ist mit der Führungsspindel 117 über einen Kettenantrieb verbunden, der in Fig. angedeutet ist.

Das Ausmaß der Abwärtsbewegung des Arbeitskopfes und des Schneidwerkzeuges aus ihrer Ausgangslage ist durch die Länge der in Station 3 zu schleifenden Nut bestimmt. Demgemäß dient das Handrad 12o zur Steuerung der Länge des Nutschliffes oder der Länge des Schneidwerkzeuges, das auf einen gegebenen Außendurchmesser gebracht wird.

Die Schleifmaschine weist noch eine Einrichtung zur Erzeugung

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einer Schwenkbewegung (C-Rotation) des Armes 60 und der von ihm getragenen Teile, einschließlich des Arbeitskopfes und des Schneidwerkzeuges, um die Z*-Achse relativ zur Plattform 75 auf. Diese Einrichtung (Fig. 11) umfaßt einen Hydraulikzylinder, der an dem mit der Plattform 75 verbundenen Bügel 125a angelenkt ist. Die Kolbenstange erstreckt sich aus dem Zylinder und ist an dem fest mit dem Arm 60 verbundenen Bügel 126 angelenkt, so daß eine Bewegung der Kolbenstange relativ zum Zylinder 125 eine relative Schwenkbewegung (C-Rotation) zwischen der Plattform 75 und dem Arm 60 bewirkt, um das Werkzeug um die Z--Achse zu bewegen.

Anschläge zur Begrenzung der Schwenkbewegung um die Z₁ hier mit C-Rotation bezeichnet, aus der Ausgangs- oder Startposition sind vorgesehen. Diese Anschläge umfassen einen Hydraulikzylinder 127 mit einem normalerweise abgesenkten Kolben 128, der sich zu entgegengesetzten Seiten des Zylinders erstrecken kann. Wenn der Kolben nach oben gefahren ist, wie in Fig. 12 gezeigt, indem hydraulische Flüssigkeit unter Druck in den Zylinder eingeführt wurde, so befindet sich der Kolben 128 im Weg dines Anschlages 1;5o, der auf den Arm 60 montiert ist» Durch Anliegen des Anschlages 13o am hochgefahrenen Kolben 128 wird die Schwenkbewegung des Armes 60 nach der einen Richtung begrenzt. Der Anschlag 13o ist ein Vorsprung an einem Anschlagring 13oa, der drehbar um die Z.. -Achse und damit einstellbar am Arm 60 befestigt ist. Der Anschlagring 1j5oa weist einen gekrümmten Schlitz auf, durch welchen eine Feststellschraube 1J51 greift. Durch diese, insbesondere aus Fig. 6 ersichtliche Anordnung kann der Anschlagring am Arm in einer ausgewählten Stellung festgelegt werden.

Wenn der Kolben 128 abgesenkt wird, wird eine andere Begrenzung für die Schwenkbewegung des Armes 60 geschaffen. Die Schwenkbewegung wird sodann durch das Zusammenspiel eines unteren Anschlages 1^2 mit dem unterhalb des Zylinders 127 vorstehenden Ende des Kolbens 128 begrenzt. Der Anschlag 1J52 ist ein Vorsprung an einem Anschlagring 132a, der am Arm 60 befestigt ist. Der An-

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schlagring 132a (Fig. 6) ist dem Anschlagring 1j5oa gleich, er ist jedoch an einer unteren Stelle des Armes 6o befestigt. Er ist ebenso um die Z₁-Achse am Arm 6o einstellbar, wobei er in seiner Lage mit Hilfe einer Peststellschraube 133 feststellbar ist.

Als Element einer Einrichtung zur exakten'Positionierung des Schneidwerkzeuges zu Beginn eines Schleifzyklus ist ein Stellglied 135 (Pig· 6) vorgesehen. Dieses Stellglied 135 ist an das obere Ende einer Stange I36 befestigt, die vertikal längs der Z₁-Achse bewegbar ist, wobei die Bewegung der Stange und des Stellgliedes durch Zufuhr von Hydraulikflüssigkeit unter Druck in einen doppelt wirkenden Hydraulikzylinder 137 bewirkt wird. Das Stellglied und sein Antriebsorgan sind koaxial innerhalb des Drehzapfens 73 angeordnet.

In Fig. 6 ist das Stellglied in seiner abgesenkten Stellung gezeigt, in der es nicht mit dem Schneidwerkzeug kollidiert, das sich zum schleifenden Eingriff mit der Schleifscheibe bewegt; zu Beginn eines Schleifzyklus hebt jedoch das Antriebsbrgan, d.h. der Hydraulikzylinder 137 das Stellglied in eine Position, in der es mit dem Ende des Schneidwerkzeuges in Kontakt kommt, um dieses exakt zu positionieren.

Die Schleifscheibe 12 wird durch eine Abzieheinrichtung genau in Form gehalten. Eine solche Einrichtung ist schaubildmäßig in den Fig. 1 und 12 dargestellt. Sie umfaßt einen einstellbaren Schlitten I4o, auf den das Abziehwerkzeug 1²H montiert ist. Diese Abzieheinrichtung ist auf den die Schleifscheibe tragenen Schlitten 2o montiert, so daß sich beide zusammen bewegen· Sie ist mit einer nicht dargestellten Nockensteuerung zur Steuerung der Bewegung des Abziehdiamanten versehen, um das gewünschte Profil an der Schleifscheibe zu erhalten.

Die Schleifscheibe 12 weist zwei Umfangsrippen auf. Eine Schleifscheibe mit solchem Profil ist wünschenswert, um die erfordern-

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chen Spannuten an der Basis der Stege des Schneidwerkzeuges erzeugen zu können.

Der Arbeltskopf 28 weist noch eine Indexeinrichtung für das Schneidwerkzeug auf, damit das Werkzeug periodisch um einen Winkel weitergedreht werden kann, der dem Winkel zwischen zwei aufeinanderfolgenden Stegen oder Nuten am Schneidwerk zeug entspricht, um das Schneidwerkzeug mit Bezug auf die Schleifscheibe zum Schleifen aufeinanderfolgender Stege auszurichten.

Arbeitsweise

Ein zu schleifendes Schneidwerkzeug oder ein Rohling 26 wird, wie in Fig. 1o gezeigt, im Werkzeughalter 27 befestigt. Fig. 1o zeigt einen Fingerfräser 26 mit Kugelkopf, der zuvor geformt oder teilweise geschliffen wurde und nun für das Schleifen der Spannuten und zum Einschleifen von Einkerbungen (gashing and notehing operation) hergerichtet ist. Das Schneidwerkzeug ist fest mittels einer Feststellschraube 27a im Werkzeughalter gehalten, so daß das Schneidwerkzeug über seinen Schaft ergriffen ist. Der beladene Werkzeughalter wird sodann in den Arbeitskopf eingesetzt, wie aus Fig. 12 ersichtlich ist, dessen Spannfutter gelöst wird, so daß der Werkzeughalter von Hand eingesetzt werden kann. Der Werkzeughalter und das Schneidwerkzeug werden axial vorbewegt bis das Kopfende des Schneidwerkzeuges in Berührung mit dem hochstehenden Arm des Stellgliedes 135 kommt, das sich zu diesem Zweck in seiner angehobenen Stellung befindet, wie Fig. 3 zeigt. Das Sehneidwerkzeug und der Halter werden gedreht,um eine Schneidiippe in Kontakt mit einem Vorsprung 166 am Stellglied zu bringen, wie dies aus den Fig. 3 und 4 ersichtlich ist. Das Sehneidwerkzeug ist nun sowohl in Längsrichtung als auch in seiner Winkellage ausgerichtet, wobei seine Längsachse horizontal verläuft, da der Arbeitskopf nach unten in die in Fig. 5 gezeigte Ladestellung geschwenkt ist. Die Maschine ist nun zum Beginn eines Schleifzyklus bereitet.

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Um den Schleifzyklus beginnen zu können, wird bewirkt, daß das Spannfutter 38 des Arbeitskopfes den Werkzeughalter 27 festspannt. Sodann wird das Stellglied 135 nach unten bewegt, indem dem Hydraulikzylinder 137 Druckflüssigkeit zugeführt wird. Hierdurch wird der Platz für das Schneidwerkzeug frei, so daß dieses zur Schleifstellung vorbewegt werden kann, was eine C-Rotation für das Schleifen der Spannuten durch die Schleifscheibe 12 erforderlich macht.

Beim Einstellen der Maschine vor dem Schleifen kann es erforderlich sein, die Achse für die Α-Rotation des Schneidwerkzeuges horizontal aus der geometrischen X-Achse zu verschieben, wie dies in Fig. 13 durch den Ausdruck ¹¹A-Rotation-Verschiebung" hervorgehoben ist. Diese Verschiebebewegung wird durch Drehen der Verstellschrauben 59 & erzeugt. Hierdurch gleitet der Bügel 58 horizontal entlang der Führung unter ihm, um die Achse für die aufwärtige Drehbewegung des Schneidwerkzeugs um eine vorbestimmte Strecke von der X-Achse seitlich zu versetzen, wobei die Größe dieser Strecke gewöhnlich als eine Funktion des Durchmessers des Schneidwerkzeugs für Schneidwerkzeuge gegebenen Durchmessers und gegebener Gestalt errechnet wird. Die Größe dieser Verschiebung wird experimentell bestimmt, um an der Basis des Steges am Kopf des Schneidwerkzeuges den gewünschten Radius 26b zu erzeugen,

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Das Einschleifen von Spannuten und Einkerbungen ist graphisch in Fig. 16 gezeigt, wo vier aufeinanderfolgende Schritte der Bearbeitung an einem Fingerfräser mit Kugelkopf dargestellt sind.

Bevor die Zuführbewegung des Schneidwerkzeuges zu der Schleifscheibe beginnt, bewirkt das Steuersystem eine Abwärtsbewegung des Kolbens 128, der als Anschlag für die C-Rotation wirkt, um diesen in seine untere Stellung zu bewegen, in der er mit dem Anschlag 132 zusammenwirken kann, um die Drehbewegung des Arbeitskopfes um die Z.-Achse zu begrenzen. Die Lage des Anschlages wählt automatisch die Zuführtiefe für das Schneidwerkzeug, in dem ein ausgewählter, mit den Anschlägen 104 und 105 verbundener Zylinder 106 mit Druck/beaufschlagt wird. Sodann erfolgt eine Anfangs-A-Rotation des Schneidwerkzeugs nach .aufwärts um die Z^-Achse, wie in Fig. 16 (1) gezeigt. Das Schneidwerkzeug bewegt sich am Anfang um einen Winkel

der

aufwärts,/eine Funktion vom Spiralwinkel des Schneidwerkzeugs ist und gewöhnlich im Bereich zwfechen 15 "und 25° liegt. Diese A-Eotation bringt den Nockenabgriff 68 in Eingriff mit dem Nocken 70 wie Fig. 8 zeigt. Der Eingriff des Nockenabgriffs mit dem Nocken beginnt an der Nockenoberfläche 7Of, welche eine Oberfläche mit gleichförmigem Radius und mit ihrem Zentrum bei 70a ist, das der Schwenkpunkt ist, um welche der Nocken 70 schwenkbar ist. Am Ende des AnfangsbaBich.es der aufwärts gerichteten A-Rotation ist das Schneidwerkzeug bereit, um der Schleifscheibe 12 zugeführt zu werden.

Die Zuführung des Werkzeuges in Richtung Schleifscheibe erfordert eine O^-Rotation, die durch Druckbeaufschlagung des Steuerzylinders 94· erzeugt wird. Diese Zuführbewegung ist eine Schwenkbewegung um die vertikale Achse I^ irvdem

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die Z^-Maschinenachse über einen kurzen Bogen zum Schnittpunkt der geometriechen Bezugsachsen bewegt wird. Diese Zuführung geschieht bei der C-Rotation fast unmittelbar nach dem Ende der Totlage (dwell) in der A-Eotation, wenn sich der Abgriff 68 auf der Oberfläche 7Of befindet.

Der den Nocken ¹TO betätigende Zylinder 71 ist über die Hydraulikleitung/d mit dem Hydraulikzylinder 125 (fig. 12) verbunden, welcher die G-Rotation des Werkzeugs steuert. Die durch die Leitung 125b dem Zylinder 125 zugeführte Hydraulikflüssigkeit wird vom Zylinder 125 durch die Leitung 71<1 zum Zylinder 71 geleitet, um eine Verschwenkung des Nockens 70 zu bewirken. Die abströmende Flüssigkeit wird sodann dem System durch die Hydraulikleitung 71c zurückgeführt. Die Hydraulikleitungen sind derart angeordnet, daß beim Rückkehrhub beide Kolben in eine "Null^M-Lage zurückkehren. Solange der Nockenabgriff 68 auf der Oberfläche 7Of gleichfönirigen Radius aufliegt, findet keine Bewegung des Arbeitskopfes um die X--Achse statt; aber sobald sich der Nocken weit genug gedreht hat, um die Nockenoberfläche 70s nicht gleichförmigen Radius in Eingriff mit dem Nockenabgriff 68 zu bringen, findet eine zusätzliche, nach aufwärts gerichtete Α-Rotation statt und das Werkzeug vollführt eine Drehbewegung, wie dies bei 168 in Fig. 8 dargestellt ist. Die Geschwindigkeit und das Ausmaß der Α-Rotation bei 168 nach Herstellung des Kontaktes zwischen dem Abgriff 68 und dem Nocken 70 wird von der Gestalt des Nockens gesteuert. Im Augenblick des anfänglichen Eingriffs mit der Schleifscheibe herrschen die in Fig. 16 (2) dargestellten Bedingungen vor.

Der Kontakt des Schneidwerkaeuges mit der Schleifscheibe beginnt an deren unterem Rand 12a. Dieser Rand ist kammartig ausgebildet, mit zwei flachen Seitenflächen 12b und

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12d, die einen Winkel von 90° einschließen. Die untere Seitenfläche 12t>, deren Profil aus Fig. 17 ersehen werden kann, ist flach und schließt mit der Horizontalen einen Winkel von mehr oder weniger als 15° ein. Dieser Winkel ist veränderlich und entspricht in etwa der Hälfte des auf das Schneidwerkzeug zu schleifenden Spiralwinkels.

Die untere Seitenfläche 12b des Eandes 12a an der Schleifscheibe formt die Seitenfläche 26a eines Steges am Kopf des Schneidwerkzeuges, um den Spanwinkel festzulegen. Zu Beginn des Schleif zyklus zum Schleifen der Spannut, dreht sich das Werkzeug nur um die Zp-Achse, die in Zuführbewegung um eine vertikale Achse ist. Diese Bewegung stockt kurz, wodurch die Zuführbewegung beendet ist. Da der Kontakt mit der Schleifscheibe am Kopf des Schneidwerkzeuges nahe der Längsachse T des Schneidwerkzeuges beginnt, wird entlang der Seitenfläche 26a eines Steges, die den Spaziwinkel in der Bähe des Kopfes festlegt, eine kurze, flache Fläche geschliffen. Der Spanwinkel beträgt gewöhnlich O⁰ an der Achse T (Fig. 14A). Kurz danach findet auch C-Rotation statt; sodann wird in die zusammengesetzte Bewegung des Schneidwerkzeuges gleichzeitige Α-Rotation um die Achse des Zapfens 5^· eingeführt. Zu diesem Zeitpunkt erfolgt Berührung mit der Schleifscheibe. Als Ergebnis dieser zusammengesetzten Drehbewegung des Schneidwerkzeuges gleichzeitig um zwei senkrecht aufeinander stehende Achsen läuft die Seitenfläche 26a des Steges von einer ebenen Oberfläche in eine gekrümmte Oberfläche ein und verschmilzt sanft mit der Seitenfläche 26c des Steges am vollen Durchmesse^jaes Schneidwerkzeuges. Außerdem wird an der Basis der Seitenfläche 26a entlang eines Teiles von ihr ein Radius oder eine Hohlkehle 26b gebildet, wie dies aus Fig. 14A zu ersehen ist. Der Zweck dieses Zusammenlaufens der Seitenflächen besteht darin, eine sanfte Kurve an der Schneidkante 26e am Kopf zu erhalten, die voll tangential ±n die

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Schneidkante am vollen Durchmesser des Schneidwerkzeuges einläuft.

Der Radius 26b vermindert sich mit andauernder C-Rotation und je mehr sich der SchleifVorgang dem vollen Durchmesser des Schneidwerkzeuges nähert. Die Hohlkehle 26b verschwindet allmählich, wie die Schnitte in den Fig. 14B und 14-0 zeigen. Nahe der Achse des Schneidwerkzeuges ist der Hinterschliff zwischen dem Schneidwerkzeug und demArbeitsstück am geringsten und an diesem Punkt ist der Spanfluß am größten. Der Radius bei 26b erlaubt im gewünschten Maße eine Kontrolle über den Spanabfluß weg von der Schneidkante des Steges, wodurch die Neigung der Späne verringert wird, sich in einer Ecke an der Basis des Steges dicht zusammen-zu>ballen. Zur Peripherie des Schneidwerkzeuges vergrößert sich der Hinterschliff, so daß für den Radius 26b ein geringeres Bedürfnis vorhanden ist.

Die Xy,-Achse um welche Α-Rotation stattfindet, ist eine horizontale Maschinenachse, die durch das Schneidwerkzeug (Fig. 3) an einem Punkt zwischen der Schleifscheibe und dem Krümmungsmittelpunkt des kugeligen Kopfendes des Fingerfräsers geht. Der exakte Ort dieser Achse mit Bezug zur geometrischen X-Achse wird durch die "A-Rotation-Verschiebung¹¹ gesteint, d. h. durch die Bewegung des^Bügels 58 und der von ihm getragenen Teile relativ zum Basisblock 59 aufgrund der Einstellung der Verstell schraub en. 59a. Diese Verschiebung steuert außerdem die Gestalt, d. h. den Radius der Hohlkehle 26b. Am Ende der kombinierten A und Ö-Rotation nimmt das Werkzeug die in Fig. 16 (3) gezeigte Stellung ein. Das Schleifen der Spannut ist im wesentlichen auf den Kugelkopf des Schneidwerkzeuges begrenzt. Die geschliffenen Flächen sind in Fig.14 gezeigt. Die C-Rotation um die Z^-Achse ist begrenzt durch das Zusammenspiel des Anschlags 132 mit dem Kolben 128,

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lind wenn beide gegeneinander anschlagen wird ein Signal erzeugt, aufgrund dessen die Ausrückbewegung einsetzt. Diese ist eine Bewegung um die Zp-Achse, die das Werkzeug und den Arbeitskopf zurückzieht, um den Eingriff des Werkzeuges mit der Schleifscheibe aufzuheben. Auf diese Ausrückbewegung folgt eine umgekehrte C-Robation, um das Schneidwerkzeug in eine Position der X-Z-Ebene zurückzuführen. Bis zu diesem Zeitpunkt ist auf einem Steg der Spanwinkel und auf einem benachbarten Steg der Tertiär-Hinterschliff über den Kopf des Schneidwerkzeuges geschliffen worden. . d

Wird ein mittig schneidender Fingerfräser hergestellt, so besteht der nächste Arbeitsschritt darin, den gleichen Steg, an dem gerade der Spanwinkel geschliffen wurde, einzukerben. Dieses Einkerben wird automatisch von einer Steuereinrichtung durchgeführt, die eine Aufwärtsverschiebung der Zp-Achse bewirkt, um den Kopf des Schneidwerkzeuges dem oberen Rand 12d der Schleifscheibe 12 gegenüberliegend anzuordnen, wie dies in Fig. 17 durch das in gebrochenen Linien eingezeichnete Schneidwerkzeug angedeutet wurde. Nun wird der Kolben 28 zur Begrenzung der C-Rotation in seine obere Stellung angehoben und die geringe Zuführstellung eines der Zuführanschläge %

104 und 105 gewählt j die nachfolgende C-Rotation erfolgt über einen geringeren Winkel, als dies zuvor beim Schleifen der Spannut erforderlich war. Diese letztere C-Rotation wird durch das Zusammenspiel zwischen Anschlag 130 und 128 begrenzt. Vor dieser C-Rotation findet eine Zuführbewegung des Schneidwerkzeugs statt, die eine Gg-Rotation ist, aufgrund derer der Kopf des SchiBLdwerkzeugs in Eingriff mit der Schleifscheibe kommt. Während der C-Rotetion wird an der äußersten Spitze des Schneidwerkzeugs in einen Steg eine Einkerbung 26n geschliffen, wie in Efe. 14 angezeigt. Da die C-Rotation genügend be-

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grenzt ist, bleibt der Nockenabgriff auf der Oberfläche gleichförmigen Radius am Nocken 70 und während des Einkerbvorganges findet keine A-Rot ation des Werkzeuges statt.

Das Schneidwerkzeug wird dann um 90° weitergedreht und der obenjbeschriebene Schleifzyklus wird zur Erzeugung einer Spannut an dem zweiten Steg in der genannten Reihenfolge wiederholt.

Vorausgesetzt das Schneidwerkzeug weist, wie in den Fig. 14- und 15 dargestellt, vier Stege auf, so findet der Spannut-Schliff an allen vier Nuten ode· Stegen statt, Einkerbungen werden jedoch nur an zwei diametral gegenüberliegenden Stegen eingeschliffen. Demgemäß folgt auf diesen letzten Spannutschliff kein Einschleifen einer Einkerbung, wie ursprünglich beschrieben, sondern das Schneidwerkzeug wird weitergedreht, so daß ein dritter Steg in Schleifposition gelangt und an diesem Steg wird" ein wie ursprünglich beschriebener Spannutschliff mit nachfolgender Ein Schleifung einer Einkerbung vorgenommen.

Als Ergebnis erhält man, daß zwei gegenüberliegende Stege im wesentlichen durchgehend über das Zentrum des Schneidwerkzeugs verlaufen (Pig. Ή) und das Schneidwerkzeug kann sich nach Art eines Spiralbohrers abwärts bewegen. Die dazwischen liegenden Stege sind von dem ersten und dritten Steg durch eine Einkerbung 26n zu beiden Seiten des ersten und dritten Steges getrennt. Der erstem und dritte Steg bilden somit eine im allgemeinen durchgehende Schneidkante, die in der Axialsicht von Fig. 15 S-förmig verläuft.

Die oben beschriebene Arbeitsfolge wird bevorzugt angewendet, sie kann jedoch nach Wunsch variiert werden. Der

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Spannut-Schliff fand ζ. B. vor dem Einschleifen der Einkerbung statt. Diese Arbeitsfolge kann nach Wunsch umgekehrt werden, so daß das Einschleifen der Einkerbung zuerst erfolgt. Weiterhin wird, wenn das Schneidwerkzeug sechs statt vier Nuten aufweist, an vier Nuten nur ein

Spannut-Schliff und nur an zwei von ihnen ein Einschleifen einer Einkerbung vorgenommen. Dies geschieht, um die bestimmte S-Form'der zwei diametral gegenüberliegenden Stege zu erhalten, wodurch eine im wesentlichen durchgehende Schneidkante über den Kopf des Schneidwerkzeuges entsteht. ■ Jj

Die zu Beginn des Schleifzyklus erfolgende Verschiebung der Achse für die Α-Rotation aus der geometrischen X-Achse, so daß die beiden Achsen parallel, jedoch in horizontalem Abstand verlaufen, kann nach Wunsch variiert oder weggelassen werden, um die Größe und den Bereich des Radius 26b an der Basis jeder Seitenfläche eines Steges festzulegen. Ebenso kann der Nocken 70 in seiner Form geändert werden, um den Spanwinkel und die Gestalt der Seitenfläche des Steges zu steuern, wodurch in einer bisher nicht durchführbaren Weise die Gestalt und die Wirksamkeit der Schneidkante des Steges erzeugt wird.

Die obige Arbeitsfolge geht davon aus, daß ein Fingerfräser mit Kugelkopf geschliffen wird, Diese Arbeitsfolge kann jedoch je nach Erfordernis verändert werden, um anderen Typen von Schneidwerkzeugen angepasst zu werden. Im Falle eines Schneidwerkzeuges mit Schneidkanten nur an der Peripherie und nicht am Kopf ist z. B. während des Schleifvorganges keine gleichzeitige A- und O-Rotation erforderlich. Das Schleifen eines Fingerfräsers mit Kugelkopf wurde vorangehend, beispielsweise beschrieben, da dies am schwierigsten ist und hierzu von sämtlichen möglichen

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Bewegungen des Arbeitskopfes Gebrauch gemacht wird, während beim Schleifen von anderen Schleifwerkzeugen nur von einem Teil der oben beschriebenen Bewegungen und Arbeitsschritte •Gebrauch gemacht werden mag.

Zusammenfassend kann festgestellt werden, daß die Erfindung sowohl eine Vorrichtung als auch ein Verfahren zur Gestaltung der Schneidkanten und der Seitenflächen der Stege am Zopf eines Fingerfräsers schafft, durch welche neue, bisher nicht durchführbare Gestaltungen möglich werden. Dies ist möglich aufgrund der vollständigeren Steuerung der Bewegung des Schneidwerkzeuges als es bisher möglich war. Die neue Gestalt besteht in der Änderung des Spanwinkels vom Zentrawm bis zum vollen Durchmesser des Schneidwerkzeuges; der Änderung des Radius¹ der Hohlkehle an der Basis des Steges, ebenfalls vom Zentrum bis zum vollen Durchmesser des Schneidwerkzeuges; in dem sanfteren Zusammenlaufen der Oberflächen am Kopf des Schneidwerkzeuges mit denen an. der Seite des Sehne idw3?kzeuges; sowie in der verbesserten S-Form der Schneidkante, wie sie vom Kopfende des Schneidwerkzeuges ausgesehen erscheint.

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Claims (8)

Patent ansprüche

1.) Schleif maschine für Schneidwerkzeuge von Werkzeugmaschinen, mit einem Arbeitskopf zum Halten des zu schleifenden Schneidwerkzeuges und mit Einrichtungen zum Bewegen der Achse des Schneidwerkzeuges in Bezug zu drei senkrecht zueinander verlaufenden Achsen, um beim Eingriff des Schneidwerkzeuges mit der Schleifscheibe auf dem Ende des Schneidwerkzeuges gekrümmte Schneidkanten zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitskopf (28) zum Drehen der Achse (T) des Schneidwerkzeuges um eine erste Achse (X,,) drehbar gelagert ist, daß die erste Achse (X,.) um eine zweite Achse (Z,.) schwenkbar angeordnet ist, daß eine Einrichtung (125, 71» 68, 70) vorgesehen ist, welche die Dreh- bzw. Schwenkbewegungen um die erste bzw. zweite Achse (X^₁ bzw. 3,.) nach einer vorbestimmten Gesetzmäßigkeit zueinander in Beziehung setzt, und daß die beiden Achsen (X^ und Z_x.) einen vorbestimmten Abstand einhalten.

2. Schleifmaschine nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet , daß die zweite Achse (Z,.) parallel zur Achse (Z,) der Schleifscheibe verläuft.

3. Schleifmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge -

kennzeichnet , daß die Einrichtung zum in Beziehung Setzen der Bewegungen um die erste und zweite Achse (X,. bzw. Z,.) einen der Bewegung einer dieser Achsen unterworfenen Nocken (70) und einen sich in Abhängigkeit zur Bewegung um die andere dieser Achsen bewegenden Nokkenabgriff (68) umfaßt, und der Nockenabgriff (68) mit dem Nocken (70) zusammenwirkt, um die Bewegung um die zweite Achse zu steuern.

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4. Schleifmaschine nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet , daß der Hocken (70) drehbar vm eine Achse (70a) angeordnet ist, die parallel zur ersten Achse (X₁) ist, um welche sich der Hockenabgriff (68) "bewegt.

5. Schleifmaschine.nach Anspruch 3 oder 4, dadurch g e kennzeichnet, . daß hydraulische Betätigungsorgane (71 und 125) durch hydraulische Leitungen (710 und 71D) miteinander verbunden sind, um die Bewegung des Nockens (70) mit der Bewegung um die andere Achse (z. B. Z^) in Beziehung zu bringen.

6. Schleif machine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Schleifscheibe (12) an ihrem Umfang einen Kamm (12a) mit im wesentlichen senkrecht zueinander angeordneten Seitenflächen (12b und 12c) aufweist.

7- Schleifmaschine nach Anspruch 6 für Schneidwerkzeuge mit spiralförmigen Schneidkanten, dadurch gekennzeichnet , daß die dtoe Seitenfläche (12b) zur ümdrehungsebene der Schleifscheibe (12) einen Winkel einnimmt, der ungefähr die Hälfte des Spiralwinkels der Schneidkanten beträgt.

8. Schleifmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, g ekennzeichnet durch eine Einrichtianjg'zua Verschwenken des Schneidwerkzeuges um ein© der zwei Achsen (X, und Z-) über einen vorbestimmten Winkel vor der aufeinander abgestimmten Bewegung um die beiden Achsen (X^ und Z^).

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