DE2251680C3

DE2251680C3 - Schleifmaschine zum Bearbeiten hohlzylindrischer Werkstücke

Info

Publication number: DE2251680C3
Application number: DE2251680A
Authority: DE
Inventors: Norihiro Hiroshima Fujimoto; Kunihisa Kure Hiroshima Hayashi
Original assignee: Toyo Kogyo Co Ltd
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1972-10-12
Filing date: 1972-10-21
Publication date: 1978-11-23
Also published as: US3813818A; DE2251680A1; DE2251680B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Schleifmaschine zum Bearbeiten hohlzylindrischer Werkstücke mit von der Kreisform abweichendem Querschnitt, insbesondere zum Bearbeiten der Innenfläche von Kreiskolbenmotorgehäusen, mit einem Maschinenbett, einem auf dem Maschinenbett in der Horizontalebene drehbeweglich gelagerten und entsprechend der herzustellenden Werkstückkontur angetriebenen Werkstücktisch, einem mit dem Maschinenbett verbundenen Ständer, der einen Vertikal- und einen Horizontalschlitten für einen Schleifspindelstock mit einer vertikal nach unten vorstehenden Schleifspindel mit einer Umfangsschleifscheibe trägt, und mit einer Kopiereinrichtung aus einer Schablone und einer Tastrolle, die mittels einer Andrückeinrichtung federnd gegeneinander andrückbar sind.

Eine bekannte Schleifmaschine der eingangs genannten Art (US-PS 36 63 188) besitzt einen in der Horizontalebene allseitig verschiebbar und drehbeweglich gelagerten Werkstücktisch, auf dessen Oberseite ein zu schleifendes, hohlzylindrisches Werkstück befestigbar ist und dessen Unterseite eine ringförmige Schablone trägt, nach deren Innenkontur das Werkstück geschliffen werden soll. Der Werkstücktisch wird von einer die Innenkontur der Schablone abtastenden Tastrolle, die sich gegen am Außenumfang der Schablone anliegenden Gegendruckrollen abstützt, angetrieben. Auf diese Weise soll erreicht werden, daß die Bewegungen des Tisches und damit die Bewegungen der an der Schleifscheibe vorbeigeführten Bearbei tungsfiache des Werkstückes der Kontur der Schablone folgen.

Da bei dieser bekannten Schleifmaschine der Werkstücktisch zusammen mit dem zu bearbeitenden Werkstück mit HOfe der Schablone angetrieben wird, ist die Schablone jedoch überaus hohen Belastungen und einem entsprechenden Verschleiß ausgesetzt Der Verschleiß der Schablone führt zu einer Veränderung der abzutastenden Kontur und damit zu einem

ίο fehlerhaften Schleifen des Werkstückes.

Da das Werkstück und die Schablone an der Ober- und Unterseite des Werkstücktisches angeordnet sind, haben Schablone und Werkstück einen beträchtlichen Abstand voneinander, bei welchem sich selbst geringe Verformungen aufgrund der durch den Antrieb über die Schablone hervorgerufenen Torsionsbelastungen deutlich bemerkbar machen können. Eine Torsion zwischen der Angriffsstelle der Tastrolle und der Angriffsstelle der Schleifscheibe führt dazu, daß die horizontale Wirkungslinie der Schleifscheibe zwischen deren Achse und deren Eingriffsstelle mit dem Werkstück und die horizontale Wirkungslinie der Tastrolle zwischen deren Achse und der Eingriffsstelle mit der Schablone nicht mehr in einer gemeinsamen Vertikalebene liegen. Wenn die horizontalen Wirkungslinien der Schleifscheibe und der Tastrolle aber nicht mehr in derselben Vertikalebene liegen, tritt ein weiterer Fehler beim Schleifvorgang auf. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die

W Schleifmaschine der eingangs genannten Art so

weiterzubilden, daß trotz hoher Anforderungen an die

Genauigkeit der Maschine die Lebensdauer der Schablone vergrößert wird. Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß

der Werkstücktisch durch eine von der Kopiereinrichtung unabhängige Antriebseinrichtung antreibbar ist, daß der Horizontalschlitten des Schleifspindelstockes auf einem ebenfalls horizontal verschiebbaren Zwischenschlitten geführt ist, daß die Tastrolle am Zwischenschlitten auf einer Hohlachse gelagert ist, deren Innendurchmesser größer als der Außendurchmesser der Schleifspindel ist und welche die Schleifspindel umgibt, und daß die der Schablone und der Tastrolle zugeordnete Andrückeinrichtung am Zwischenschlitten angreift

Da bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung der Werkstücktisch unabhängig von der Kopiereinrichtung antreibbar ist, wird eine mechanische Belastung und Verformung und damit ein die Schleifgenauigkeit

so beeinflussender Verscheiß der Schablone vermieden. Es kann daher mit ein und derselben Schablone eine größere Anzahl von Werkstücken als bisher mit hoher Genauigkeit hergestellt werden. Die Verbindung der Schleifscheibe mit der Tastrolle über einen den Schleifspindelstock tragenden Horizontalschlitten und einen die Tastrolle tragenden Zwischenschlitten gewährleistet, daß die Tastrolle und die Schleifscheibe trotz gegenseitiger Verstellbarkeit gleichzeitig die gleichen Bewegungen ausführen und an die ihnen zugeordneten Flächen angestellt werden. Die Führung des den Schleifspindelstock tragenden Horizontalschlittens auf dem die Tastrolle tragenden Zwischenschlitten macht ein gegenseitiges Verstellen zwischen Schleifscheibe und Tastrolle möglich, so daß jede beliebige

^ Schleifitiefe eingestellt werden kann. Die besondere Anordnung der Tastrolle auf einer die Schleifspindel umgebenden Hohlachse gestattet eine Bauweise, bei welcher die Schleifscheibe und die Tastrolle nahe

beieinanderliegen, so daß in jedem Falle gewährleistet ist, daß die horizontalen Wirkungslinien der Schleifscheibe und der Tastrolle in einer gemeinsamen Vertikalebene liegen, wodurch ebenfalls db- Arbeitsgenauigkeit gesteigert wird.

Eine besonders einfache Bauform βςΓ die Schablone und die Tastrolle gegen ihre Arbeitsflächen druckenden Andrückeinrichtung kann dadurch erzielt werden, daß die Andrückeinrichtung als Kolben-Zylindereinheit ausgebildet ist

Die Erfindung wird im nachstehenden anhand von Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 einen Teilquerschnitt durch eine Schleifmaschine gemäß der Erfindung und

F i g. 2 den Schnitt H-II aus F i g. 1.

In F i g. 1 ist ein Werkstück Wgezeigt, daß eine nichtkreisförmige Innenfläche Wa, beispielsweise eine Trnchoidfläche eines Mantels einer Kreiskolbenmaschine aufweist Die Innenfläche Wa soll mittels einer Umfangsschleifscheibe 1 geschliffen und fertig bearbeitet werden.

Die Umfangsschleifscheibe 1 ist an einer Schleifspindel 2 starr befestigt Die Schleifspindel 2 ist an einem dreh- und verschiebbaren Schleifspindelstock 3 angebracht, welchem von einer nicht dargestellten Antriebseinrichtung die entsprechende Dreh- und Verschiebebewegung erteilt wird. Ein Werkstücktisch 4 weist einen an ihm befestigten Stützrahmen 5 auf, der an seiner Oberseite eine Schablone 6 trägt Die Schablone 6 weist eine senkrecht verlaufende, von der Kreisform abweichende Steuerfläche 6a auf, die der Innenfläche Wa des Werkstücks ^ähnlich ist (F i g. 2). Das Werkstück Wist unterhalb der Schablone 6 auf einem Werkstückträger 7 abgestützt

Die relative Lage des Werkstücks W zum Werkstücktisch 4 wird mittels eines nicht dargestellten Werkzeugs so eingestellt, daß die zu schleifende, von der Kreisform abweichende Fläche Wa des Werkstücks W der Steuer- oder Nockenfläche 6a der Lage der Schablone 6 entspricht (Fig. 2).

Der Werkstücktisch 4 kann mittels einer nicht dargestellten, zweckentsprechenden Antriebseinrichtung gedreht werden, um die gewünschte, von der Kreisform abweichende Kurvenbewegung zwischen der Fläche IVa des Werkstücks IV und der Schleifstelle der Umfangsschleifscheibe 1 zu erzeugen.

Eine Tastrolle 8 fährt und gleitet auf der senkrecht verlaufenden Steuerfläche 6a der Schablone 6. Bei der in F i g. 1 dargestellten Ausführungsform hat die Tastrolle 8 eine ballige äußere Umrißgestalt mit einem relativ großen Krümmungsradius R. Die Tastrolle 8 kann aber auch die Gestalt eines Kreiszylinders haben. Die Tastrolle 8 ist auf einer Hohlachse 9 so abgestützt, daß die Mitte A der Tastrolle 8 auf einer Linie D (F i g. 2) liegt, welche durch die Schleifstelle B zwischen der Umfangsschleifscheibe 1 und dem Werkstück IV sowie durch die Mitte C der Umfangsschleifscheibe 1 hindurchgeht.

Die Hohlachse 9 für die Tastrolle 8 ist mit einem ausreichenden Spielraum um die Schleifspindel 2 herum angeordnet, um das Ausmaß des durch die Schleifscheibe 1 bewirkten Abriebes steuern zu können.

Der Schleifspindelstock 3 ist an einem Horizontalschlitten 10 befestigt, der auf einem ebenfalls horizontal verschiebbaren Zwischenschlitten 11 längs der Linie D verschiebbar ist, welche durch die Schleifstelle Sund die Mitte C der Schleifscheibe 1 hindurchgeht. Der Horizontalschlitten 10 weist ein Gehäuse 16' mit einem nicht dargestellten Motor -auf, welcher über ein Antriebsritzel 15 ein Zahnrad 12 für den Vorschub des Horizontalschlittens 10 antreibt Das Zahnrad 12 ist mit einer Gewindespindel 13 verbunden, welche durch einen Ansatz 14 des Zwischenschlittens 11 hindurchgeschraubt ist Wenn das Zahnrad 12 kontinuierlich oder intermittierend mit der gewünschten Geschwindigkeit angetrieben wird, wird der Horizontalsrhlitten 10 mit der Schleifscheibe 1 längs der Linie D seitlich bewegt, wodurch die Zustelltiefe der Schleifscheibe 1 gegenüber dem Werkstück IVeingestellt werden kann.

Der Zwischenschlitten 11 ist an einem Vertikalschlitten 16 so angebracht, daß dem Zwischenschlitten 11 eine Gleitbewegung in Zustellrichtung ermöglicht wird, die derjenigen des Horizontalschlittens 10 mit Bezug auf den Zwischenschlitten 11 ähnlich ist Der Zwischenschlitten 11 ist mit einer Kolbenstange 18 verbunden, die aus dem Zylinder 17 einer Kolben-Zylindereinheit 17,18 vorsteht. Die Kolben-Zylindereinheit 17, 18 ist am Vertikalschlitten 16 befestigt und liefert eine Kraft, welche die Tastrolle 8 gegen die Steuerfläche 6a der Schablone 6 drückt

Wenn ein Druckmedium, wie Druckluft oder Öl in die in Fig.2 gezeigte rechte Kammer des Zylinders 17 eingeleitet wird, wird der Zwischenschlitlen 11 mit dem Horizontalschlitten 10 rasch nach links bewegt Hierdurch wird bewirkt, daß die an der Hohlachse 9 und an einem am Zwischenschlitten 11 vorgesehenen Halteteil 19 abgestützte Tastrolle 8 längs der Linie D bewegt und gegen die Steuer- oder Nockenfläche 6a der Schablone 6 gedrückt wird.

Gleichzeitig wird die am Horizontalschlitten 10 abgestützte Schleifscheibe I nachgeführt, um die Schleifscheibe 1 längs der Linie Din unmittelbare Nähe der Arbeitsfläche IVa des Werkstückes W, d. h. an die Schleifstelle eheranzubringen.

Es ist eine weitere Kolbenzylindereinheit 20 vorgesehen, welche den Vertikalschlitten 16 in einer gewünschten senkrechten Lage hält und festlegt. Wenn ein unter Druck stehendes Medium in die in F i g. 2 gezeigte linke Kammer der Kolbenzylindereinheit 20 eingeführt wird, wird ihre Kolbenstange 21 nach rechts bewegt, wodurch im Vertikalschlitten 16 eingesetzte konkave Gleitelemente 23a und 236 gegen komplementär konvexe Schienen 25a und 256 gedrückt werden. Die Schienen 25a und 25b sind mit einem Ständer 24 der Maschine verbunden. Wenn die Gleitelemente 23a und 236 gegen die Schienen 25a und 25b gedrückt sind, ist der Vertikalschlitten 16 in der gewünschten Arbeitsstellung

so am Ständer 24 der Maschine festgelegt.

Eine nicht dargestellte Hebeeinrichtung bewegt den Vertikalschlitten 16 in senkrechter Richtung, so daß die Schleifscheibe I und die Tastrolle 8 mit der zu schleifenden Fläche Wa des Werkstücks VVbzw. mit der Steuerfläche 6a der Schablone 6 in Berührung gebracht werden können. Wenn der Vertikalschlitten 16 die gewünschte Stellung eingenommen hat, wird die Kolbenzylindereinheit 20 beaufschlagt, um den Vertikalschlitten 16 zu arretieren.

ω Während des Schleifvorganges wird die Linie, welche durch die Berührungsstelle E der Tastrolle 8 mit der Schablone 6 und durch die Mitte A der Tastrolle 8 hindurchgeht, sowohl mit der Linie D, welche durch die Schleifstelle Sund durch die Mitte Cdct Schleifscheibe

hi 1 hindurchgeht, als auch mit der Senkrechten in Ausrichtung gehalten, welche durch die Schleifstelle B auf der Fläche Wa des Werkstücks W hindurchgeht, welches sich infolee der Konturbeweeune des Tisches 4

kontinuierlich bewegt. Diese Ausrichtung gewährleistet die hohe Genauigkeit des fertig bearbeiteten Erzeugnisses.

Während bei der dargestellten Ausf'ührungsform die der gewünschten Flächenkontur folgende Bewegung dem Werkstück W durch den Werkstücktisch 4 erteilt wird, kann die gleiche Bewegung umgekehrt auch von der Schleifscheibe 1 ausgeführt werden.

Die Tastrolle 8 kann anstelle der Kolbenzylindereinheit 17, 18 auch durch irgendeine andere Gegendruckeinrichtung, wie z. B. durch ein Gegengewicht, gegen die Schablone 6 gedrückt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schleifmaschine zum Bearbeiten hohlzylindrischer Werkstücke mit von der Kreisform abweichendem Querschnitt, insbesondere zum Bearbeiten der Innenfläche von Kreiskolbenmotorengehäusen, mk einem Maschinenbett, einem auf dem Maschinenbett in der Horizontalebene drehbeweglich gelagerten und entsprechend der herzustellenden Werkstückkontur angetriebenen Werkstücktisch, einem mit dem Maschinenbett verbundenen Ständer, der einen Vertikal- und einen Horizontalschlitten für einen Schleifspindelstock mit einer vertikal nach unten vorstehenden Schleifspindel mit einer Unifangsschleifscheibe trägt, und mit einer Kopiereinrichtung aus einer Schablone und einer Tasi/olle, die mittels einer Andrückeinrichtung federnd gegeneinander andrückbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstücktisch (4) durch eine von der Kopiereinrichtung (6, 8) unabhängige Antriebseinrichtung antreibbar ist, daß der Horizontalschlitten (10) des Schleifspindelstockes (3) auf einem ebenfalls horizontal verschiebbaren Zwischenschlitten (11) geführt ist, daß die Tastrolle (8) am Zwischenschlitten (11) auf einer Hohlachse (9) gelagert ist, deren Innendurchmesser größer als der Außendurchmesser der Schleifspindel (2) ist und welche die Schleifspindel (2) umgibt, und daß die der Schablone (6) und der Tastrolle (8) zugeordnete Andrückeinrichtung (17, 18) am Zwischenschlitten (11) angreift

2. Schleifmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Andrückeinrichtung (17,18) als Kolben-Zylindereinheit ausgebildet ist