DE2259208B2 - Vorschlag zum Einstechschleifen von Gewinden - Google Patents

Description

Durch das DE-Gbm 19 97 215 ist eine Rundschleifmaschine für Innengewinde mit den Merkmalen des Oberbegriffes bekannt. Die bekannte Maschine arbeitet mit einer Arbeitsgeschwindigkeit und einer Eilrücklaufgeschwindigkeit der Werkstückspindel. Arbeitsgeschwindigkeit und Schleifscheibenvorschub sind so eingestellt, daß bei ungefähr einer viertel Werkstückumdrehung die Gewindetiefe erreicht ist, so daß bei der weiteren Umdrehung das Gewinde fertiggeschliffen wird. Danach wird die Schleifscheibe abgehoben, und die Werkstückspindel wird im Leerlauf zurückbewegt.

Das Schleifen mit voller Gewindetiefe in einem Durchgang läßt nur eine niedrige Schleifgeschwindigkeit zu. Wegen der durch den starken Span bedingten großen Kontaktfläche zwischen Schleifscheibe und Werkstück ist die örtliche Erwärmung, besonders beim Schleifen von Innengewinden, sehr groß. Die Schleifzeit wird durch die geringe Schleifgeschwindigkeit und die Rückbewegung der Arbeitsspindel im Leergang sehr groß. Wegen der nur in einer Richtung erfolgenden Vorschubbewegung der Arbeitspindel werden Rechts-ίο und Linksflanken der Schleifscheibe ungleichmäßig abgenutzt, worunter die Genauigkeit leidet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Arbeitszeit beim Einstechschleifen von Gewinden, insbesondere Innengewinden, zu verkürzen und die Genauigkeit der Gewinde zu erhöhen.

Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Eine Vorrichtung nach der Erfindung ermöglicht da:;

Schleifen in beiden Vorschubrichtungen der Werkstückspindel. Dadurch werden Leerlaufzeiten vermieden und die Genauigkeit der Gewinde verbessert, da sich die Schleifscheibenflanken gleichmäßig abnutzen.

Mit einer Vorrichtung nach der Erfindung wird das Gewinde in mehreren Hin- und Hergängen der Arbeitsspindel und jeweils nur mit einem Teil der gesamten Einstechtiefe geschliffen. Die Kontaktfläche an der Schleifstelle ist daher kleiner und die örtliche Erwärmung geringer. Es kann mit erheblich erhöhter Schnittgeschwindigkeit und einem verhältnismäßig; größeren Zustellbetrag als beim Schleifen mit der bekannten Maschine gearbeitet werden. Voraussetzung für die beschriebene Arbeitsweise ist eine Schleifvorrichtung nach der Erfindung mit einem die Werkstückspindel aufnehmenden, längsbeweglichen Schlitten und einer ohne toten Gang arbeitenden Koppelungseinrichtung zwischen Drehung der Werkstückspindel und Längsbewegung des Schlittens in Form eines aus zwei federnd aneinanderliegenden Teilen bestehenden Nokkentriebes.

Die bekannte Schleifmaschine arbeitet demgegenüber mit einer in einem maschinenfesten Spindelstock drehbaren und längsverschiebbaren Arbeitsspindel und einer mit totem Gang behafteten Koppelungseinrichtung in Form über ein Zahnrädergetriebe mit mehreren 5 Zwischenrädern angetriebenen Leitschraube.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung nach Anspruch 5 kann ein Vorschub der Arbeitsspindel von mehr als einer gewissen Gewindesteigung erzielt werden. Durch Einlegen von Beilegscheiben kann das so im Ausführungsbeispiel nach F i g. 5 gezeigte Kegelgetriebe spielfrei eingestellt werden.

Eine Ausführungsform der Erfindung nach Anspruch 3 ermöglicht die Herstellung von Gewinden mit beliebigem Steigungswinkel.

5Ί Die Erfindung ist in der folgenden Beschreibung und in der Zeichnung anhand mehrerer Ausführungsformen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 den Grundriß einer Schleifeinrichtung nach der Erfindung in schematischer Darstellung,
w) F i g. 2 einen teilweisen Längsschnitt durch Schleifeinrichtung nach F i g. 1,

Fig.3 eine Einzelheit der Darstellung von Fig. 2 in einem Schnitt nach der Ebene III-III,

Fig.4 eine weitere Ausfiihrungsform einer Schleifte einrichtung in einem teilweisen Längsschnitt,

Fig.5 eine weitere Ausführungsform einer Schleifeinrichtung in einem teilweisen Längsschnitt.

In Fig. 1 ist 1 die Werkstückspindel einer Schleifma-

»chine nach der Erfindung mit einem Spannfutter 2 zur Aufnahme eines Synchronringes O. Der Synchronring enthält eine kegelige Innenfläche vom Kegelwinkel«, in die ein Gewinde 3 eingeschliffen werden soll. Die Werkstückspindel 1 ist im Oberteil 4 eines Werkstückschlittens drehbar gelagert und kann durch einen am Oberteil angeflanschten hydraulischen Stellmotor 5 angetrieben werden.

Das Oberteil 4 ist mittels eines Drehflansches 6 (Fig. 2) auf einem dazu passenden Drehflansch 7 des Schlittenunterteils 8 um die lotrechte Drehachse 5.1 des Flansches auf einen bestimmten Winkel einstellbar. Unterteil 8 ist in Längsnuten 9 des Maschinentisches 10 verschieblich gelagert. Die Verschiebeeinrichtung wird weiter unten beschrieben.

Auf einem quer zu den Nuten 9 verschieblich gelagerten Quersupport 11 ist eine Schleifscheibe 12 antreibbar gelagert. Der Support 11 ist auf einem Längssupport 13 gelagert.

Die Schleifscheibe hat konzentrische Riüsn 14. An einem um eine Achse A schwenkbaren Support 15 ist eine Abrichtscheibe 29 gelagert, die in F i g. 1 in der Abrichtstellung dargestellt ist. Für den Schleifvorgang, der weiter unten beschrieben wird, kann der Abrichtsupport um die Achse A zurückgeschwenkt werden.

Mit der Werkstückspindel 1 ist ein Ritzel 26 koaxial verbunden. Das Ritzel treibt eine Zahnstange 23 an, die zusammen mit dem Ritzel in einem mit dem Oberteil 4 verbundenen Block 34 gelagert ist. Mit der Zahnstange ist ein zylindrischer, die Längsachse 5.1 aufweisender Zapfen 27 verbunden. Dieser wird mittels einer Feder 35 über den Schlitten 4, 8 gegen die Führungsfläche 18 einer Führungsschiene 16 gedrückt. Die Feder 35 stützt sich einerseits an dem Unterteil 8 und andererseits an einem am Tisch festen Anschlag 17 ab.

Die Führungsschiene 16 ist um die Achse 5.1 schwenkbar auf dem Tisch gelagert, derart, daß die Führungsfläche 18 gegenüber der Längsachse der Zahnstange unter einem Winkel β eingesetllt werden kann (F i g. 1). Dieser ist gleich dem Steigungswinkel des Gewindes 3. Es können mit dieser Vorrichtung daher Gewinde mit verschiedenen Steigungswinkeln geschliffen werden.

F i g. 3 zeigt in einem Längsschnitt den Lagerblock 34, die Zahnstange 23 mit dem Zapfen 27 und die Führungsschiene 16. Die Zahnstange ist im Eingriff mit dem Ritzel 26. Zylindrische Enden 36 und 37 der Zahnstange sind in dem Lagerblock 34 geführt.

In einer weiteren nicht gezeichneten Ausführungsform der Schleifvorrichtung kann der Lagerblock als umsteuerbarer Hydraulikmotor ausgebildet sein, der statt des Rotationsmotors 5 (Fig.2) zum Antrieb der Werkstückspindel 1 dient. Die Enden der Zahnstange 23 sind dabei als Arbeitskolben ausgebildet. Ein selbsttätig wirkendes Umsteuerventil führt abwechselnd Drucköl zu dem einen oder dem anderen der Arbeitskolben, wodurch die Zahnstange hin- und herbewegt wird. Diese Bewegung wird als Drehung auf das Ruzel 26 und damit auf die Werkstückspindel 1 übertragen. Gleichzeitig wird die Werkstückspindel gemeinsam mit dem Schlitten 4,8(Fi g. 2) durch die Wirkung des Zapfens 27 und der Führungsschiene 16 axial hin- und herbewegt.

Die Wirkungsweise der Schleifeinrichtung nach F i g. 1 bis 3 ist folgende:

Zunächst wird das Schlittenoberteil 4 auf den Kegelwinkel <x gegenüber dem Schlittenunterteil 8 eingestellt. Der Winkel λ kann an einer nicht Bezeichneten Gradskala an den Flanschen 6 und 7 abgelesen werden. Die Führungsschiene 16 wird auf den Gewindesteigungswinkel β gegenüber dem Oberteil 4 eingestellt. Ein Werkstück »O« wird in das Spannfutter 2 eingebracht.

Nachdem die Schleifscheibe 12 (Fig. 1) abgerichtet ist, wird die Abrichtvorrichtung um die Achse A aus dem Bereich des Schleifscheibensupports 11 herausgeschwenkt. Der Längssupport Ϊ3 wird auf dem Maschinentisch 10 durch eine nicht gezeichnete

ίο Transporteinrichtung aus der in Fig. 1 gezeichneten Stellung nach links bewegt, bis die Schleifscheibe im Inneren des Synchronringes O liegt, ohne ihn aber zu berühren. Nun wird bei laufender Schleifscheibe der Quersupport 11 in Pfeilrichtung in Gang gesetzt und gleichzeitig der Stellmotor 5 eingescha'tet. Dabei bewirkt der beschriebene Nockenbetrieb die gleichzeitige Dreh- und Vorschubbewegung der Werkstückspindel nach Maßgabe des Verhältnisses Gewindeganghöhe p/Umfang π ■ c/=tgj3, wobei dder mittlere Gewindedurchmesser ist.

Beim Schleifen eines Linksgewindes, wie in F i g. 1 dargestellt, bewegt sich der Schlitten 4, 8 bei Drehung der Werkstückspindel entgegen dem Uhrzeigersinn (runder Pfeil in Fig. 1) in Richtung der Nuten 9 nach rechts. Nach etwa 1,1 Umdrehung und dementsprechend 1,1 · ρ Vorschub, wird die Drehrichtung der Spindel 1 und gleichzeitig die Vorschubrichtung umgekehrt. Dabei bewirkt die Feder 35 eine kraftschlüssige Anlage des Zapfens 27 an der Führungsschiene 16

in und damit einen Richtungswechsel ohne toten Gang. Während der Bewegung der Spindel 1 in beiden Richtungen wird die Schleifscheibe ständig zugestellt, bis das Endmaß der Gewindetiefe erreicht ist. Danach wird die Schleifscheibe quer zum Tisch ausgefahren und

J5 in die in Fig. 1 gezeichnete Abrichtstellung zurückbewegt. Das fertige Werkstück wird gegen ein neues ausgetauscht.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung gemäß Fig.4 unterscheidet sich von der Form nach Fig. 2 durch den Nockentrieb für die Drehung und die axiale Bewegung der Werkstückspindel 1.

Der Werkstückschlitten besteht aus einem die Werkstückspindel aufnehmenden Oberteil 41 und einem auf dem Maschinentisch 10 längsverschieblichen Unter-

•i j teil 42, auf dem das Oberteil um die lotrechte Achse »5« schwenkbar gelagert ist.

Die Werkstückspindel trägt eine Kurvenscheibe 30, die auf ihrer einen Stirnseite eine schraubenförmige Nockenfläche 31 aufweist. Diese wird durch die Wirkung der Feder 35 gegen eine Rolle 32 gedrückt, die an einem am Maschinentisch 10 festen Bock 33 drehbar gelagert ist. Die Berührungslinie zwischen Rolle 32 und Nockenfläche 31 geht durch die Achse »5«.

Durch Anordnung der Nockenfläche 31 am Umfang der Scheibe 30 statt an der Stirnseite kann ein Vorschub von mehr als 1 ■ ρ und damit auch eine Drehung von mehr als 360° ausgeführt werden. Diese Wirkung erhält man durch Anordnung eines Untersetzungsgetriebes, beispielsweise eines Kegeltriebes 30A, 30S(Fi g. 5), von

bo dem das eine Rad 30ß mit kleinerer Zähnezahl mit der Spindel 1 verbunden ist und das zweite Rad 3OA mit größerer Zähnezahl im Schlittenunterteil 42 um die lotrechte Achse »5«drehbar gelagert ist.

Das Rad 3OA ist mit einer Nockenscheibe 31A mit

b5 einer zu ihrer Drehachse exzentrischen Nockenfläche verbunden. An dieser liegt eine am Tisch 10 drehbar gelagerte Rolle 32 an.

Das Schlittenoberteil 41 ist auf dem Unterteil 42 um

die lotrechte Achse »5« drehbar und um den Kegclwinkel «(Fig. 1) eines zu schleifenden, konischen Gewindes einstellbar gelagert.

Der Kegelrädertrieb läßt sich durch Beilcgscheiben spielfrei einstellen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Einstechschleifen von Gewinden, insbesondere Innengewinden von Synchronringen, mittels einer mehrprofiligen zylindrischen Schleifscheibe, mit einem Maschinentisch, einer gegenüber dem Maschinentisch längsbeweglichen drehbaren Werkstückspindel, einem Motor zur Längsbewegung und zum reversierenden Drehantrieb der Werkstückspindel, wobei Drehung und Längsbewegung über eine Schrägfläche miteinander gekoppelt sind, und einem die Schleifscheibe aufnehmenden, antreibbaren Vorschubschlitten, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstückspindel (1) in einem auf dem Maschinentisch (10) längsbeweglichen Schlitten (4; 41) gelagert ist und die Schrägfläche als ein aus zwei federnd aneinanderliegenden Teilen bestehender Nockentrieb ausgeführt ist, dessen eines Teil (16; 32) mit dem Maschinentisch (10) verbunden ist und dessen anderes Teil (27; 30, 30A) am Schlitten (4, 8) in Abhängigkeit von der Drehung der Werkstückspindel (1) beweglich gelagert ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Nockentrieb eine mit der Werkstückspindel (1) drehfest verbundene Nockenscheibe (30) aufweist, die sich mit ihrer stirnseitigen Nockenfläche (31) ar. einer am Maschinentisch achsfest gelagerten Rolle (32) abstützt (F i g. 4).

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein mit der Werkstückspindel (1) verbundenes Ritzel (26), eine mit dem Ritzel kämmende Zahnstange (23) mit einem an ihr befestigten Führungszapfen (27), der an die als zu der Längsachse der Zahnstange beliebig schräg einstellbare Führungsschiene (16) ausgebildete Schrägfläche andnickbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnstange (23) an ihren beiden Enden (36, 37) in einem Lagerbiock (34) längsbeweglich gelagert ist (F i g. 3).

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrägfläche aus einer über ein Untersetzungsgetriebe (3OA 30B) antreibbaren Nockenscheibe (31AJ besteht, welche im Schlitten (41,42) drehbar gelagert ist und welche sich mit ihrer zur Drehachse exzentrischen Nockenfläche (31S,) an einer am Maschinentisch achsfesten Rolle (32) abstützt (F ig. 5).