DE2742630C2 - Double flat lapping machine - Google Patents

Double flat lapping machine

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DE2742630C2
DE2742630C2 DE19772742630 DE2742630A DE2742630C2 DE 2742630 C2 DE2742630 C2 DE 2742630C2 DE 19772742630 DE19772742630 DE 19772742630 DE 2742630 A DE2742630 A DE 2742630A DE 2742630 C2 DE2742630 C2 DE 2742630C2
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Anatolij Sergeevič Balabanov
Vladimir Emelyanovič Beiden
Mukim Muchamedovič Chasanov
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Petr Nikolaevič Orlov
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    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/04—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces
    • B24B37/07—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces characterised by the movement of the work or lapping tool
    • B24B37/08—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces characterised by the movement of the work or lapping tool for double side lapping

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Description

Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung gemäß Ansprüchen 1 und 2 ändert sich während der. Läppvorgangs die Exzentrizität kontinuierlich zwischen einem maximalen und einem minimalen Wert, so daß sehr gleichmäßige Abrieb- und Verschleißbedingungen eintreten werden. Dabei ist die Ausbildung gemäß Anspruch 1 von besonderer konstruktiver Einfachheit; hier ist der Werkstückkäfig nicht drehangetrieben, so daß er sich mit einer von den Reibungsverhältnissen abhängigen Geschwindigkeit bewegen wird, die zwischen der Geschwindigkeit der oberen Läppscheibe und der Geschwindigkeit der unteren Läppscheibe liegen wird.In the inventive training according to claims 1 and 2 changes during the. Lapping process the eccentricity continuously between a maximum and a minimum value, so that very uniform Abrasion and wear conditions will occur. The training is according to claim 1 of particular constructive simplicity; here the workpiece cage is not driven in rotation, so that it is with a the speed depending on the friction conditions will move between the speed of the upper lapping disc and the speed of the lower lapping disc.

Bei der Ausbildung gemäß Anspruch 2 ist auch die Drehbewegung des Werkstückkäfigs um seine Achse wegen der kinematischen Kopplung über die Oldham-Kupplung wählbar, was zusätzliche Beeinflussungsmöglichkeiten eröffnetIn the embodiment according to claim 2, there is also the rotational movement of the workpiece cage about its axis Can be selected because of the kinematic coupling via the Oldham coupling, which provides additional possibilities for influencing opened

Bei der Ausbildung gemäß Anspruch 3 kann die Exzentrizität während des Läppvorgangs von Hand geändert werden; man kann also z. B. einige Minuten mit maximaler Exzentrizität läppen, dann durch Verstellung des Ausgleichsgetriebestegs die Exzentrizität auf einen neuen Wert einstellen, und mit diesem Wert einige Minuten weiterläppen usw. Auf diese Weise sind die Einflußmöglichkeiten noch vielfältiger.In the embodiment according to claim 3, the eccentricity can be changed by hand during the lapping process will; so you can z. B. lap a few minutes with maximum eccentricity, then by adjusting the Set the differential gear web the eccentricity to a new value, and a few minutes with this value continue lapping, etc. In this way, the possibilities of influence are even more diverse.

Nachstehend wird die Erfindung durch die Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigtThe invention is illustrated by the description of exemplary embodiments with reference to the drawings further explained. It shows

F i g. 1 das Prinzip der Relativbewegung zwischen dem Werkstückkäfig und den Läppscheiben,F i g. 1 the principle of the relative movement between the workpiece cage and the lapping disks,

F i g. 2 das Prinzip der Erzeugung der Relativbewegungen,F i g. 2 the principle of generating relative movements,

F i g. 3a und 3b weitere Bewegungsbahnen der Achse des Werkstückkäfigs gegenüber den Läppscheiben,F i g. 3a and 3b further movement paths of the axis of the workpiece cage in relation to the lapping disks,

F i g. 4 eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Doppelflachläppmaschine im Längsschnitt, bei der die Exzentrizität zwischen der Käfigachse und der Läppscheibenachse sich kontinuierlich ändert,F i g. 4 shows a first embodiment of the double flat lapping machine according to the invention in longitudinal section, at which the eccentricity between the cage axis and the lapping disk axis changes continuously,

F i g. 5 eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Doppeiflachläppmaschine im Längsschnitt, bei der die Exzentrizität zwischen der Käfigachse und der Läppscheibenachse sich kontinuierlich ändert und bei der die Drehgeschwindigkeit des Werkstückkäfigs um seine Eigenachse steuerbar ist,F i g. 5 shows a second embodiment of the double flat lapping machine according to the invention in longitudinal section, at which the eccentricity between the cage axis and the lapping disc axis changes continuously and in the the speed of rotation of the workpiece cage around its own axis can be controlled,

F i g. 6 die Einzelteile der in der Maschine nach F i g. 5 verwendeten Oldham-Kupplung,F i g. 6 the individual parts of the in the machine according to F i g. 5 Oldham coupling used,

F i g. 7 eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Doppelflachläppmaschine, bei der die Exzentrizitat zwischen der Achse des Werkstückkäfigs und der Achse der Läppscheiben während des Maschinenbetriebs diskret änderbar ist,F i g. 7 shows a third embodiment of the double flat lapping machine according to the invention, in which the eccentricity between the axis of the workpiece cage and the axis of the lapping disks during machine operation can be changed discretely,

F i g. 8 die Draufsicht auf den Antrieb zur Verstellung der Exzentrizität bei der Maschine gemäß F i g. 7.F i g. 8 the top view of the drive for adjusting the eccentricity in the machine according to FIG. 7th

Zwischen einer unteren feststehenden Läppscheibe 5 und einer oberen drehangetriebenen Läppscheibe 4 befinden sich Werkstücke 3, die in Taschen eines WerkstücKkäfigs 2 gehalten sind. Dessen Achse 1 beschreibt eine Umlaufbewegung um die Achse O der Läppscheiben 4,5 längs einer Hypozykloide, die in F i g. 1 durch die Bahnpunkte A-B-C-D angegeben ist. Durch die gleichzeitige Rotation des Werkstückkäfigs 2 um seine Achse 1 mit veränderlicher oder konstanter Drehgeschwindigkeit bewegen sich die Werkstücke 3 während des Läppvorgangs auf komplizierten Bahnen in bezug auf die Arbeitsflächen der Läppscheiben 4,5, wobei die Exzentrizität dieser Bewegung, d. h. der Abstand der Käfigachse 1 von der Läppscheibenachse O, sich kontinuierlich ändert.Workpieces 3, which are held in pockets of a workpiece cage 2, are located between a lower fixed lapping disk 5 and an upper rotationally driven lapping disk 4. Its axis 1 describes an orbital movement about the axis O of the lapping disks 4, 5 along a hypocycloid, which is shown in FIG. 1 is indicated by the trajectory points ABCD . Due to the simultaneous rotation of the workpiece cage 2 around its axis 1 at a variable or constant rotational speed, the workpieces 3 move on complicated paths with respect to the working surfaces of the lapping disks 4, 5 during the lapping process, the eccentricity of this movement, i.e. the distance between the cage axis 1 from the lapping disc axis O, changes continuously.

F i g. 3a und 3b zeigen weitere Hypozykloidenbahnen ao—ai—a2— usw. der Bewegung der Werkstückkäfigachse 1. Dabei werden die Schwingungsamplitude der Werkstücke 3 auf den Arbeitsflächen der Läppscheiben 4 und 5 (die Grenzen, innerhalb derer sich die Exzentrizität während der Bearbeitung ändert) sowie die Bearbeitungszeit innerhalb jeder Zone der Arbeitsfläche der Läppscheiben 4,5 so gewählt, daß der Verschleiß V eines jeden Flächenelements der Läppscheiben 4, 5 gleich wird. Dieser Verschleiß V kann bei einer bestimmten Bearbeitungsintensität in einer Zeitspanne Δι = /2— /1 angegeben werden durch die BeziehungF i g. 3a and 3b show further hypocycloid trajectories ao — ai — a 2 - etc. of the movement of the workpiece cage axis 1. The vibration amplitude of the workpieces 3 on the working surfaces of the lapping disks 4 and 5 (the limits within which the eccentricity changes during machining) and the machining time within each zone of the working surface of the lapping disks 4, 5 is chosen so that the wear V of each surface element of the lapping disks 4, 5 is equal. This wear V can be specified for a certain processing intensity in a period of time Δι = / 2 - / 1 by the relationship

'2 J'2 y

K(v, a',p, h, T°)vit (1) K (v, a ', p, h, T °) vit (1)

Hiermit ist gesagt, daß der Verschleiß Veine Funktion ist vonThis means that wear is a function of

ν Geschwindigkeit der Relativbewegung zwischen dem Werkstück und den Läppscheiben,ν speed of the relative movement between the workpiece and the lapping disks,

ar Größe der Tangentialbeschleunigung bei der Relativbewegung des Werkstücks zwischen den Läppschei-a r Size of the tangential acceleration during the relative movement of the workpiece between the lapping disc

ρ Größe des spezifischen Drucks in der Bearbeitungszone zwischen Werkzeug und Werkstück,
h Größe des Schleifspalts zwischen Werkstück und Werkzeug, d. h. Stärke der Schleifmittelschicht,
T" Temperatur in der Bearbeitungszone. ρ size of the specific pressure in the machining zone between tool and workpiece,
h Size of the grinding gap between the workpiece and the tool, i.e. the thickness of the abrasive layer,
T "temperature in the processing zone.

Die Verschleißintensität kann nach derTaylorschen Reihenentwicklung in erster Näherung wie folgt angegeben werden:According to Taylor's series expansion, the wear intensity can be given as a first approximation as follows will:

K (v, a\ p, h, T) » K0 (V0, a'o, P0, A0, T® K (v, a \ p, h, T) » K 0 (V 0 , a'o, P 0 , A 0 , T®

(A.-Ao)+ —^ Cn -T°o) (2)(A.-Ao) + - ^ Cn -T ° o ) (2)

, OK0 , OK 0

Oh0 V" '"' OT0 "' ""' Κ" Oh 0 V "'"' OT 0 "' ""' Κ "

wobei v„. ur„. σ,,, hi. TO die Werte im Zeitpunkt I1 und ν,, ar„ ρ,, /?,, Γ", die Werte im Zeitpunkt fjsind.where v “. u r “. σ ,,, hi. TO are the values at time I 1 and ν ,, a r "ρ ,, /? ,, Γ", the values at time fjs.

Die Wirksamkeit des kinematischen Abrichtens ist dann am höchsten, wenn die Verschleißgrößen in den jeweiligen Bearbeitungszonen der Läppscheiben 4,5 gleich gewählt werden, alsoThe effectiveness of kinematic dressing is highest when the wear parameters in the respective machining zones of the lapping disks 4.5 are chosen to be the same, ie

K, = V2 = Vj = ... V1 ■ = Vn K, = V 2 = Vj = ... V 1 ■ = V n (3)(3)

wobei ι = 1, 2, 3 ... π die Nummer der Zone ist, innerhalb deren das Läppen durchgeführt wird, und zwar entweder direkt oder in unterschiedlichen Kombinationen aufeinanderfolgend. Dabei kann eine schrittweise aufeinanderfolgende oder kontinuierliche Änderung der gegenseitigen Anordnung der Achsen von Läppscheiben und Werkstückkäfig im Bearbeitungsvorgang angewendet werden.where ι = 1, 2, 3 ... π is the number of the zone within which the lapping is carried out, either directly or in different combinations in succession. A step-by-step successive or continuous change in the mutual arrangement of the axes of the lapping disks and workpiece cage can be used in the machining process.

ίο F i g. 4 zeigt eine konstruktiv einfache Maschinenausbildung, bei der das Läppen mit der gesamten Oberfläche der Läppscheiben 4, 5 automatisch mit Hilfe eines Exzenterwerkes erfolgt, das die Exzentrizität e der Anordnung des Drehpunktes des Werkstückkäfigs 2 mit den Werkstücken 3 in bezug auf die Achse der Läppscheiben 4,5 während der Bearbeitung der Werkstücke 3 kontinuierlich zwischen Null und dem Maximalwert c„„, ändert. Die Maschine besteht aus einer antreibenden Kurbelwelle 6, auf der ein Kurbelzapfen 7 mit einer Exzentrizitat von emat/2 in bezug auf die Läppscheibenachse O-O angeordnet ist. Auf dem Kurbelzapfen 7 ist mittels Lagern 10 ein Stirnzahnrad 8 drehbar gelagert, dessen Außenverzahnung 12 mit der innenverzahnung 13 eines drehangetriebenen Innenstirnzahnrades9im Eingriff steht.ίο F i g. 4 shows a structurally simple machine design in which the lapping with the entire surface of the lapping disks 4, 5 takes place automatically with the aid of an eccentric mechanism that determines the eccentricity e of the arrangement of the pivot point of the workpiece cage 2 with the workpieces 3 in relation to the axis of the lapping disks 4 , 5 during the machining of the workpieces 3 continuously between zero and the maximum value c "" changes. The machine consists of a driving crankshaft 6 on which a crank pin 7 is arranged with an eccentricity of e mat / 2 with respect to the lapping disc axis OO . A spur gear 8 is rotatably mounted on the crank pin 7 by means of bearings 10, the external toothing 12 of which meshes with the internal toothing 13 of a rotationally driven internal spur gear 9.

Auf dem Stirnzahnrad 8 ist mit einer Exzentrizität von ebenfalls e,pa,/2 bezüglich seiner Achse die den Werkstückkäfig 2 lagernde Achse 1 ausgebildet.The axis 1 supporting the workpiece cage 2 is formed on the spur gear 8 with an eccentricity of likewise e, pa, / 2 with respect to its axis.

Im Werkstückkäfig 2 sind die Werkstücke 3 untergebracht, die sich zwischen der unteren feststehenden Läppscheibe 5 und der oberen drehangetriebenen Läppscheibe 4 befinden. Die Drehantriebe für die Kurbelwelle 6, das Innenstirnzahnrad 9 und die Läppscheibe 4 sind nicht dargestellt.In the workpiece cage 2, the workpieces 3 are housed, which are fixed between the lower one Lapping disk 5 and the upper rotationally driven lapping disk 4 are located. The rotary drives for the crankshaft 6, the internal spur gear 9 and the lapping disk 4 are not shown.

Die zu bearbeitenden Werkstücke 3 werden in den Werkstückkäfig 2 eingebracht und zwischen den Läppscheiben 4 und 5 bearbeitet, wobei sie durch Exzenterbewegung und Drehung um die Käfigachse 1 komplizierteThe workpieces 3 to be machined are placed in the workpiece cage 2 and between the lapping disks 4 and 5 processed, whereby they complicated by eccentric movement and rotation about the cage axis 1

Bahnen beschreiben. Dabei ist die Drehung des Käfigs 2 um seine Achse 1 in dieser Konstruktion der Maschine nicht vorgegeben, sondern stellt sich in Abhängigkeit von den wirkenden Reibungs- und Trägheitskräften bzw. Beschleunigungen in einer bestimmten Größe ein.Describe paths. The rotation of the cage 2 about its axis 1 is in this construction of the machine not given, but depends on the frictional and inertial forces or Accelerations of a certain size.

Es ist zu sehen, daß je nach der Drehstellung des Stirnzahnrades 8 auf dem Kurbelzapfen die Gesamtexzentnzität der Käfigachse 1 gegenüber der Läppscheibenachse O-O sich von Null bis zum Höchstwert ema» ändern kann.It can be seen that, depending on the rotational position of the spur gear 8 on the crank pin, the total eccentricity of the cage axis 1 with respect to the lapping disk axis OO can change from zero to the maximum value e ma ».

Im Betrieb der Maschine hängt die Drehstellung bzw. die Drehbewegung des Stirnzahnrades 8 auf dem Kurbelzapfen 7 vom Verhältnis der Drehzahlen der Kurbelwelle 6 und des Innenstirnzahnrades 9 ab. Bei Gleichheit dieser Drehzahlen dreht sich das Stirnzahnrad 8 nicht um den Kurbelzapfen 7, und die Käfigachsc 1 beschreibt eine Kreisbahn um die Achse O-O, d. h. sie läuft mit einer konstanten Exzentrizität e um. wobei derenWhen the machine is in operation, the rotational position or the rotational movement of the spur gear 8 on the crank pin 7 depends on the ratio of the speeds of the crankshaft 6 and the internal spur gear 9. When these speeds are the same, the spur gear 8 does not rotate about the crank pin 7, and the cage axis 1 describes a circular path about the axis OO, ie it revolves with a constant eccentricity e. where their

Größe abhängig ist von der Anfangsstellung der Käfigachse 1 und zwischen Null und dem Höchstwert e liegen kann.The size depends on the starting position of the cage axis 1 and lies between zero and the maximum value e can.

Bei Nichtübereinstimmung der Drehzahlen der Kurbelwelle 6 und des Innenstirnzahnrades 9 kommt es zu einer Abwälzbewegung des Stirnzahnrades 8 in der Innenverzahnung 13 und die Käfigachse 1 beschreibt eine Hypozykloidenbahn, d. h.,daß sich die Käfigachse 1 bezüglich der Mittenachse OO ändert. Wenn die Lage derIf the speeds of the crankshaft 6 and the internal spur gear 9 do not match, there is a rolling movement of the spur gear 8 in the internal gearing 13 and the cage axis 1 describes a hypocycloidal path, that is, the cage axis 1 changes with respect to the center axis OO . If the location of the

Käfigachse 1 mit der der Mittenachse OO zusammenfällt und in dieser Lage die Winkelgeschwindigkeiten der Kurbelwelle 6 und des Innenstirnzahnrades 9 wieder gleich gemacht werden, so werden die Werkstücke 3 sich im Werkstückkäfig 2 auf Kreisbahnen über die Oberflächen der Läppscheiben 4,5 bewegen.Cage axis 1 coincides with the center axis OO and in this position the angular speeds of the crankshaft 6 and the internal spur gear 9 are made the same again, the workpieces 3 in the workpiece cage 2 will move on circular paths over the surfaces of the lapping disks 4, 5.

Durch Variieren der Geschwindigkeiten der antreibenden Kurbelwelle 6 und des Innenstirnzahnrades 9 sowie der Drehzahl der oberen Läppscheibe 4 können verschiedene Bewegungsbahnen der Werkstücke 3 relativ zuBy varying the speeds of the driving crankshaft 6 and the internal spur gear 9 as well the speed of the upper lapping disk 4 can have different movement paths of the workpieces 3 relative to

den Läppscheiben 4, 5 erhalten werden, und es kann eine Zonenbearbeitung der Werkstücke 3, d. h. einethe lapping disks 4, 5, and zone machining of the workpieces 3, i. H. one

Bearbeitung der Werkstücke 3 innerhalb einer bestimmten Zone der Läppscheiben 4, 5, eine Erweiterung derMachining of the workpieces 3 within a certain zone of the lapping disks 4, 5, an extension of the

Bearbeitungszone und der Übergang zur Bearbeitung auf der ganzen Oberfläche der Läppscheiben 4.5 erreichtThe machining zone and the transition to machining are reached on the entire surface of the lapping disks 4.5

werden. Dadurch wird in kinematisches Abrichten der Läppscheiben 4,5 durch die Werkstücke 3 selbst möglich.will. This enables kinematic dressing of the lapping disks 4, 5 by the workpieces 3 themselves.

F i g. 5 zeigt eine Weiterbildung der betrachteten Doppelflachläppmaschine, bei der die Drehbewegung desF i g. 5 shows a further development of the double flat lapping machine under consideration, in which the rotary movement of the

so Werkstückkäfigs 28 um seine Achse steuerbar istso workpiece cage 28 is controllable about its axis

Diese Maschine hat eine antreibende Kurbelwelle 14, auf der mit der Exzentrizität e m„/2 bezüglich der Mittenachse OO ein Kurbelzapfen 15 sitzt. Auf diesem ist mitteis Lagern ib ein erstes Stirnzahnrad i/ nut einem Wellenstumpf 17a gelagert, dessen Außenverzahnung 18 mit der Innenverzahnung 19 eines Innenstirnzahnrades 20 kämmt.This machine has a driving crankshaft 14 on which a crank pin 15 is seated with the eccentricity e m ½ with respect to the center axis OO. A first spur gear i / groove a stub shaft 17a is mounted on this with bearings ib, the external toothing 18 of which meshes with the internal toothing 19 of an internal spur gear 20.

Auf dem Wellenstumpf 17a ist mittels Lagern 21 ein zweites Stirnzahnrad 22 gelagert, dessen obere Stirnfläche 23 zu einer noch zu beschreibenden Oldham-Kupplung 30,32 gehörtA second spur gear 22 is mounted on the stub shaft 17a by means of bearings 21, its upper end face 23 belongs to an Oldham coupling 30, 32 to be described

Die Außenverzahnung 24 des zweiten Stirnzahnrades 22 kämmt mit der Innenverzahnung 25 eines zweiten Innenstirnzahnrades 26, das gleichachsig mit der antreibenden Kurbelwelle 14 und dem anderen Innenstirnzahnrad 20 und damit zur Läppscheibenachse O-O angeordnet istThe external toothing 24 of the second spur gear 22 meshes with the internal toothing 25 of a second Internal spur gear 26, which is coaxial with the driving crankshaft 14 and the other internal spur gear 20 and is thus arranged to the lapping disc axis O-O

Auf dem ersten Stirnzahnrad 17 ist noch die Achse 27 des Werkstückkäfigs 28 ausgebildet, auf die mittels Lagern 29 eine das Abtriebsglied der Oldham-Kupplung 30,32 darstellende, mit dem Käfig 28 starr verbundene Scheibe 30 aufgesetzt ist.On the first spur gear 17, the axis 27 of the workpiece cage 28 is also formed, on which means Bearing 29 is the output member of the Oldham coupling 30, 32, rigidly connected to the cage 28 Disk 30 is placed.

Die Einzelheiten der Oldham-Kupplung 30.32 sind in F i g. 6 gezeigt. Die untere Stirnfläche der Scheibe 30 hat eine Nut 31, in die der Vorsprung einer Zwischenscheibe 32 greift An der entgegengesetzten Seite weist dieThe details of the Oldham coupling 30.32 are shown in FIG. 6 shown. The lower end face of the disc 30 has a groove 31 into which the projection of an intermediate disk 32 engages. On the opposite side, the

Zwischenscheibe 32 auch einen um 90° verdrehten Vorsprung auf, der in eine Nut des zweiten Stirnzahnrades 22 greift.Intermediate disk 32 also has a projection which is rotated by 90 ° and which is inserted into a groove in the second spur gear 22 engages.

Im Werkstückkäfig 28 sind Werkstücke 33 untergebracht so daß diese zwischen einer unteren feststehenden Läppscheibe 35 und einer oberen drehangetriebenen Läppscheibe 34 zu liegen kommt. Die verschiedenenIn the workpiece cage 28 workpieces 33 are accommodated so that they are fixed between a lower one Lapping disk 35 and an upper rotationally driven lapping disk 34 comes to rest. The different

Drehantriebe sind nichl dargestellt.Rotary drives are not shown.

Der Betrieb der beschriebenen Maschine verläuft wie folgt:The machine described operates as follows:

Die zu bearbeitenden Werkstücke 33 werden in den Werkstückkäfig 28 eingebracht und zwischen den Läppscheiben 34 und 35 auf komplizierten Bahnen bewegt und bearbeitet. Die Gesamtexzentrizität kann sich, wie auch bei der Ausbildung gemäß F i g. 4, während des Betriebs von Null bis zum Höchstwert e„„M ändern. Bei 5 gleichen Drehzahlen tier antreibenden Kurbelwelle 14 und ilcm Innenstirnzahniad 20 dicht sich (Ins erste Stimzahnrad 17 nicht um den Kurbelzapfen 15, so daß die Käfigachse 27 folglich um die Miltenachse O-Oniit konstanter Gesamtexzentrizität umläuft, die von der Anfangsstcllung der Teile abhängt. Hbenso wie bei der Ausbildung gemäß F i g. 4 wird die schrittweise oder kontinuierliche Änderung der Gesamtex/.entrizität gesteuert. The workpieces 33 to be machined are introduced into the workpiece cage 28 and moved and machined between the lapping disks 34 and 35 on complicated paths. The total eccentricity can, as in the design according to FIG. 4, change during operation from zero to the maximum value e "" M. At 5 equal speeds, the driving crankshaft 14 and the inner spur tooth 20 close together (into the first spur gear 17 not around the crank pin 15, so that the cage axis 27 consequently revolves around the center axis with constant total eccentricity, which also depends on the initial position of the parts As in the embodiment according to FIG. 4, the step-wise or continuous change in the total ex / centricity is controlled.

Der Zwangsantrieb des Käfigs 28 um seine Achse 27 erfolgt vom zweiten Innenstirnzahnrad 26 her, dessen Innenverzahnung 25 dem zweiten Stimzahnrad 22 als erstem Glied der Oldham-Kupplung 32,30 eine bestimmte Drehbewegung um den Wellenstumpf 17a aufzwingt. Diese wird dann über die Zwischenscheibe 32 auf die obere Scheibe 30 und damit den Werkstückkäfig 28 übertragen.The forced drive of the cage 28 about its axis 27 takes place from the second internal spur gear 26, whose Internal toothing 25 to the second spur gear 22 as the first link of the Oldham coupling 32,30 a certain Forcing rotational movement around the stub shaft 17a. This is then on the washer 32 on the upper disk 30 and thus the workpiece cage 28 transferred.

Bei Gleichheit der Drehzahlen des ersten Innenstirnzahnrades 20 und des zweiten Innenstirnzahnrades 26 wird das zweite Stimzahnrad 22 in bezug auf das erste Stirnzahnrad 17 nicht rotieren und folglich der Werkstückkäfig 28 nicht zusätzlich um seine Achse 27 zwangsangetrieben. Bei Nichtübereinstimmung der Drehzahlen des Innenstirnzahnrades 20 und des zweiten Innenstirnzahnrades 26 wird der Werkstückkäfig 28 zusätzlich um seine Achse 27 angetrieben.If the speeds of the first internal spur gear 20 and the second internal spur gear 26 are the same the second spur gear 22 will not rotate with respect to the first spur gear 17 and consequently the workpiece cage 28 is not additionally positively driven about its axis 27. If the speeds do not match of the internal spur gear 20 and the second internal spur gear 26, the workpiece cage 28 is additionally converted its axis 27 is driven.

Durch Variieren der Drehgeschwindigkeiten der verschiedenen Elemente können auch hier verschiedenartige Bewegungsbahnen der Werkstücke 33 auf den Läppscheiben 34, 35 verwirklicht werden, wobei wegen der Vorgabemöglichkeit der Drehbewegung des Käfigs 28 um seine Achse 27 die Gestaltungsmöglichkeiten noch vielfältiger sind.By varying the speeds of rotation of the various elements, different types of elements can also be used here Trajectories of the workpieces 33 are realized on the lapping disks 34, 35, because of the The possibility of specifying the rotational movement of the cage 28 about its axis 27 still leaves the design options are more diverse.

Eine andersartige Ausbildung der Doppelflachläppmaschine ist in F i g. 7,8 gezeigt. Hier sitzen die Werkstükke 37 zwischen den beiden Läppscheiben 38 und 39 in Taschen eines Käfigs 36, der starr mit einem Stimzahnrad 40 verbunden ist, welches auf der Käfigachse 42a sitzt und mit einem Zwischenrad 41 kämmt. Die Achse 42a des Stirnzahnrades 40 ist starr an einem Arm 42 befestigt, der um den die Achse des Zwischenrades 41 bildenden Kurbelzapfen 44a schwenkbar ist.A different design of the double flat lapping machine is shown in FIG. 7.8 shown. Here the workpieces 37 sit between the two lapping disks 38 and 39 in pockets of a cage 36 which is rigidly connected to a spur gear 40 which sits on the cage axis 42a and meshes with an intermediate gear 41. The axis 42a of the spur gear 40 is rigidly attached to an arm 42 which is pivotable about the crank pin 44a forming the axis of the intermediate wheel 41.

Das Zwischenrad 41 kämmt mit einem Innenstirnzahnrad 43 und ist gelagert auf dem Kurbelzapfen 44a eines kreisscheibenförmigen Kurbelarms 44b einer Kurbelwelle 44.The intermediate gear 41 meshes with an internal spur gear 43 and is mounted on the crank pin 44a of a circular disc-shaped crank arm 44b of a crankshaft 44.

Die Käfigachse 42a stützt sich auf den Kurbelarm 44b und kann zusammen mit dem Arm 42 um den Kurbelzapfen 44a schwenken.The cage axis 42a is supported on the crank arm 44b and can pivot together with the arm 42 about the crank pin 44a.

Eine Hohlkurbelwelle 45 trägt eine Platte 46 mit einem daran befestigten Schwenkzapfen 46a, der durch eine Kreisbogennut des Kurbelarms 44b greift und in eine im Arm 42 eingearbeitete Nut hineinragt, wodurch sie einen Kulissenmechanismus zwischen der Hohlkurbelwelle 45 und dem Arm 42 bildet.A hollow crankshaft 45 carries a plate 46 with an attached pivot pin 46a, which engages through an arcuate groove of the crank arm 44b and protrudes into a groove machined in the arm 42, thereby forming a link mechanism between the hollow crankshaft 45 and the arm 42.

Der Antrieb der Kurbelwelle 44 und der Hohlkurbelwelle 45 erfolgt durch einen gemeinsamen Motor 47 über Getriebe 48 und 49 im Verhältnis 1:1, wobei in den Antrieb der Kurbelwelle 44 ein Ausgleichsgetriebe 50 mit einem Steg 51 eingeschaltet ist. Der Steg 51 kann mit Hilfe eines Griffs geschwenkt werden, was in bekannter Weise die Wirkung hat, daß sich die Eingangs- und die Ausgangswelle des Ausgleichsgetriebes 50 um einen bestimmten Winkelbetrag relativ zueinander drehen.The crankshaft 44 and the hollow crankshaft 45 are driven by a common motor 47 Gears 48 and 49 in a ratio of 1: 1, with a differential gear 50 in the drive of the crankshaft 44 a web 51 is turned on. The web 51 can be pivoted with the aid of a handle, which is known in FIG Way has the effect that the input and output shafts of the differential 50 to one Rotate a certain angular amount relative to each other.

Im Betrieb der Maschine treibt der Motor 47 über das Getriebe 49 und das Ausgleichsgetriebe 50 die Kurbelwelle 44 und über das Getriebe 48 die Hohlkurbelwelle 45 mit gleichen Drehzahlen. Das auf dem Kurbelzapfen 44a sitzende Zwischenrad 41 wälzt sich im Innenstirnzahnrad 43 ab und treibt das Stimzahnrad 40 und damit den Käfig 36 um seine Achse 42a. Die Werkstücke 37 werden zwischen der oberen Läppscheibe 39 und der unteren Läppscheibe 38 bearbeitet.When the machine is in operation, the motor 47 drives the crankshaft 44 via the gear 49 and the differential gear 50 and the hollow crankshaft 45 via the gear 48 at the same speeds. The intermediate gear 41 seated on the crank pin 44a rolls off in the internal spur gear 43 and drives the spur gear 40 and thus the cage 36 about its axis 42a. The workpieces 37 are machined between the upper lapping disk 39 and the lower lapping disk 38.

Die Exzentrizität eder Umlaufbewegung der Käfigachse 42a, also deren Abstand von der Läppscheibenachse O. ist vom Schwenkwinkel des Arms 42 abhängig, der wiederum vom Winkel λ zwischen der Hohlkurbelwelle 45 mit der Platte 46 und dem Kurbelarm 44b der Kurbel 44 abhängt Zur Änderung der Exzentrizität e wird der Steg 51 des Ausgleichsgetriebes 50 um einen Schwenkwinkel β gedreht, so daß während des Läppbetriebs eine kurze Relativdrehung zwischen den an sich synchron rotierenden Kurbelwellen 44 und 45 stattfindet und der Winkel λ sich ändert. Dies verschwenkt den Arm 42 auf dem Kurbelarm 44b und die Käfigachse 42a nimmt einen anderen Abstand von der Läppscheibenachse O-O ein. Auf diese Weise kann während des Läppens die Exzentrizität e der Umlaufbewegung der Werkstückkäfigachse 42a auf einfache Weise von Hand geändert werden.The eccentricity of each orbital movement of the cage axis 42a, i.e. its distance from the lapping disk axis O. , depends on the pivot angle of the arm 42, which in turn depends on the angle λ between the hollow crankshaft 45 with the plate 46 and the crank arm 44b of the crank 44. To change the eccentricity e the web 51 of the differential gear 50 is rotated by a pivot angle β , so that during the lapping operation there is a short relative rotation between the synchronously rotating crankshafts 44 and 45 and the angle λ changes. This pivots the arm 42 on the crank arm 44b and the cage axis 42a takes a different distance from the lapping disk axis OO . In this way, the eccentricity e of the revolving movement of the workpiece cage axis 42a can easily be changed by hand during lapping.

Hierzu 4 Blatt ZeichnungenFor this purpose 4 sheets of drawings

Claims (4)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Doppelflachläppmaschine mit zwei koaxial zueinander angeordneten Läppscheiben (4; 5). zwischen denen ein die Werkstücke (3) aufnehmender Käfig (2) angeordnet ist, der drehbar auf einer Achse (1) sitzt,1. Double flat lapping machine with two lapping disks (4; 5) arranged coaxially to one another. between in which a cage (2) is arranged which receives the workpieces (3) and which is rotatably seated on an axis (1), s weiche mit einer veränderbaren Exzentrizität (e) auf einer Umlaufbahn parallel um die Läppscheibenachse (O-Cy bewegt wird, wobei die Umlaufbewegung der Käfigachse (1) abgeleitet ist vom Kurbelzapfen (7) einer zu den Läppscheiben (4; 5) koaxialen Kurbelwelle (6), und mit einem auf dem Kurbelzapfen (7) gelagerten Stirnzahnrad (8), das mit einem koaxial zur Kurbelwelle (6) angeordneten, antreibbaren innenstirnzahnrad (9) kämmt, dadurch gekennzeichnet, daß die Käfigachse (1) exzentrisch an dem Stirnzahnrad (8) ίο befestigt ist (F ig. 4).s soft with a variable eccentricity (e) on an orbit parallel to the lapping disk axis (O-Cy, the orbital movement of the cage axis (1) is derived from the crank pin (7) of a crankshaft coaxial to the lapping disks (4; 5) ( 6), and with a spur gear (8) mounted on the crank pin (7), which meshes with a drivable internal spur gear (9) arranged coaxially to the crankshaft (6), characterized in that the cage axis (1) is eccentric on the spur gear ( 8) ίο is attached (Fig. 4). 2. Doppelflachläppmaschine mit zwei koaxial zueinander angeordneten Läppscheiben (34; 35), zwischen denen ein die Werkstücke (33) aufnehmender Käfig (28) angeordnet ist, der drehbar auf einer Achse (27) sitzt und mittels eines mit ihm gekuppelten zweiten Stirnzahnrades (22) angetrieben ist das seinerseits von einem zu den Läppscheiben (34; 35) koaxialen Innenstirnzahnrad (26) angetrieben ist, wobei die Käfigachse (27) mit2. Double flat lapping machine with two lapping disks (34; 35) arranged coaxially to one another, between in which a cage (28) is arranged which receives the workpieces (33) and which is rotatably seated on an axis (27) and by means of a second spur gear (22) coupled to it, this is in turn driven by a to the lapping disks (34; 35) coaxial internal spur gear (26) is driven, the cage axis (27) with einer veränderbaren Exzentrizität (e) auf einer Umlaufbahn parallel um die Läppscheibenachse ((O-O) bewegt wird und diese Umlaufbewegung abgeleitet ist vom Kurbelzapfen (15) einer zu den Läppscheiben (34; 35) koaxialen Kurbelwelle (14), und nvt einem ersten Stirnzahnrad (17), dadurch gekennzeichnet, daß die Käfigachse (27) exzentrisch an dem ersten Stirr.zahnrad (17) befestigt ist, welches mit einem anderen antreibbaren Innenstirnzahnrad (20) kämmt, wobei das zweite Stirnzahnrad (22) koaxial auf einem Wellenstumpf (17a; des ersten Stirnzahnrades (17) gelagert ist, und daß die Kupplung zwischen dem zweiten Stirnzahnrad (22) und dem Käfig (28) eine Oldham-Kupplung (30,32) ist (F i g. 5).a variable eccentricity (e) is moved on a circular path parallel to the lapping disc axis ((OO) and this rotational movement is derived from the crank pin (15) of a crankshaft (14) coaxial with the lapping discs (34; 35), and nvt a first spur gear ( 17), characterized in that the cage axis (27) is attached eccentrically to the first Stirr.zahnrad (17) which meshes with another drivable internal spur gear (20), the second spur gear (22) coaxially on a stub shaft (17a; of the first spur gear (17) is mounted, and that the coupling between the second spur gear (22) and the cage (28) is an Oldham coupling (30, 32) (FIG. 5). 3. Doppelflachläppmaschine mit zwei koaxial zueinander angeordneten Läppscheiben (38; 39), zwischen denen ein die Werkstücke (37) aufnehmender und um eine Achse (42a; drehbarer Käfig (36) angeordnet ist, der über ein an ihm koaxial befestigtes Stirnzahnrad (40) und ein Zwischenrad (41), das sich in einem3. Double flat lapping machine with two lapping disks (38; 39) arranged coaxially to one another, between in which a cage (36) is arranged, which receives the workpieces (37) and which is rotatable about an axis (42a; which has a spur gear (40) fastened to it coaxially and an intermediate gear (41), which is in one Innenstirnzahnrad (43) abwälzt, drehangetrieben ist, wobei dns Zwischenrad (41) auf dem Kurbelzapfen (44a; einer zu den Läppscheiben (38; 39) koaxialen Kurbelwelle (44) sitzt und um diesen Kurbelzapfen (44a; ein Arm (42) schwenkbar ist, an dem die Käfigachse (42a; befestigt ist dadurch gekennzeichnet daß zum Schwenken des Armes (42) ein Schwenkzapfen (46a;dient, der starr mit einer zur Kurbelwelle (44) konzentrischen Hohlkurbelwelle (45) verbunden ist, wobei die Kurbelwelle (44) und die Hohlkurbelwelle (45) im Verhältnis 1 :1 von einem gemeinsamen Motor (47) angelrieben sind und in den Getriebezweig einer (44) der beiden Kurbelwellen (44; 45) ein Ausgleichsgetriebe (50) mit einem verstellbaren Steg (51) eingeschaltet ist (F ig. 7,8).Internal spur gear (43) rolls, is rotationally driven, with the intermediate gear (41) on the crank pin (44a; a crankshaft (44) coaxial with the lapping disks (38; 39) is seated and around this crank pin (44a; a Arm (42) is pivotable, on which the cage axis (42a; is attached, characterized in that for Pivoting the arm (42) a pivot pin (46a; is used, which is rigid with a to the crankshaft (44) concentric Hollow crankshaft (45) is connected, the crankshaft (44) and the hollow crankshaft (45) in the Ratio 1: 1 are driven by a common motor (47) and in the transmission branch one (44) of the two crankshafts (44; 45) a differential gear (50) with an adjustable web (51) is switched on (Fig. 7,8). 4. Doppelflachläppmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kurbelarm (44/>; der Kurbelwelle (44) eine kreisförmige Platte mit einer Kreisbogennut ist, durch welche der den Arm (42) verschwenkende Schwenkzapfen (46a; hindurchragt.4. Double flat lapping machine according to claim 3, characterized in that the crank arm (44 />; the The crankshaft (44) is a circular plate with a circular arc groove through which the arm (42) pivoting pivot pin (46a; protrudes. Die vorliegende Erfindung betrifft eine Doppelflachläppmaschine nach den Oberbegriffen der Patentansprüche 1, 2 und 3, wie sie aus dem SU-Erfinderschein 4 83 229 bekannt ist. Eine solche Doppelflachläppmaschine dient zur Oberflächenbearbeitung von Werkstücken aus schwer bearbeitbaren Materialien, z. B. aus Stahl, Keramik, Hartmetall, Quarz, Rubin, Silizium, Saphir, Glas und sonstigen Materialien.
Die bekannte Ausbildung wird durch den Oberbegriff des Anspruchs 3 am treffendsten beschrieben, weil die Erfindungsausbildung gemäß Anspruch 3 konstruktiv am nächsten mit der bekannten Ausbildung verwandt ist. Bei dieser geschieht die Änderung der Exzentrizität der Werkstückkäfigachse dadurch, daß der die Käfigachse tragende Arm um den Kurbelzapfen der zu den Läppscheiben koaxialen Kurbelwelle relativ zu dieser verschwenkt wird. Dadurch ändert sich der Abstand der Käfigachse von der Läppscheibenachse und mithin die Umlaufbewegungsbahn der Käfigachse.The present invention relates to a double flat lapping machine according to the preambles of patent claims 1, 2 and 3, as is known from the SU-inventor's certificate 4 83 229. Such a double flat lapping machine is used for the surface treatment of workpieces made of difficult-to-machine materials, e.g. B. made of steel, ceramic, hard metal, quartz, ruby, silicon, sapphire, glass and other materials.
The known training is most aptly described by the preamble of claim 3, because the inventive training according to claim 3 is structurally most closely related to the known training. In this case, the change in the eccentricity of the workpiece cage axis occurs in that the arm carrying the cage axis is pivoted relative to the crank pin of the crankshaft, which is coaxial with the lapping disks. This changes the distance between the cage axis and the lapping disk axis and consequently the orbital movement path of the cage axis. so Diese Verschwenkung des Arms ist nur bei stillstehender Maschine möglich, und nach jeder Verschwenkung muß der Arm bezüglich der Kurbelwelle wieder festgesetzt werden, was durch Festziehen einer den Arm auf dem Zapfen der Kurbelwelle haltenden Mutter geschieht.so This pivoting of the arm is only possible when the machine is at a standstill and after each pivoting the arm must be re-tightened with respect to the crankshaft, which is done by tightening one of the arm on happens to the pin of the crankshaft holding nut. Es ist auf diese Weise zwar möglich, beim Läppen der Werkstücke gleichzeitig ein Abrichten der Läppscheiben durch Änderung des kinematischen Betriebszustandes und mithin Steuerung des Verschließens zu bewirken, jedoch ist dies umständlich und langwierig. Auch bleibt die Läppgenauigkeit von der Dauer der Betriebsperioden des Abrichtens mit den jeweils gewählten Exzentrizitätswerten abhängig.In this way, it is possible to dress the lapping disks at the same time as the workpieces are lapped by changing the kinematic operating state and thus controlling the locking, however, this is cumbersome and tedious. The lapping accuracy also depends on the duration of the operating periods of dressing with the selected eccentricity values. Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, unter Vermeidung der genannten Nachteile eine Maschine zum Läppen von Werkstücken zu schaffen, mit der der Oberflächenverschleiß der Läppscheiben und der Materialabtrag von der Werkstücksoberfläche auf einfache Weise während des Maschinenbetriebs und damit wirksamer und anpassungsfähiger gesteuert werden kann.It is the object of the present invention to provide a machine while avoiding the disadvantages mentioned for lapping workpieces with which the surface wear of the lapping disks and the Material removal from the workpiece surface in a simple manner during machine operation and thus can be controlled in a more effective and adaptable manner. Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt erfindungsgemäß mit Maschinen, wie sie in den Patentansprüchen, 1, 2 oder 3 angegeben sind. In all diesen Ausbildungen geschieht während des Läppbetriebs eine Änderung der Exzentrizität der Umlaufbahn des Werkstückkäfigs um die Läppscheibenachse, so dab die Möglichkeit gegeben ist, durch entsprechende Wahl der Verteilung der Betriebsphasen mit verschiedenen Exzentrizitäten eine gute Gleichmäßigkeit des Materialabtrags von den Werkstücken und des der Läppscheiben zu erzielen. Dabei kann entweder erreicht werden, daß die geometrische Ausgangsform der Arbeitsfläche der Läppscheiben aufrechterhalten bleibt oder daß ein bestimmtes Verschleißmuster der Läppscheiben und damit ein zonenweise unterschiedlicher Materialabtrag an den Werkstücken stattfindet.According to the invention, the problem posed is achieved with machines as described in the claims, 1, 2 or 3 are indicated. In all of these trainings, there is a change in the lapping operation Eccentricity of the orbit of the workpiece cage around the lapping disc axis, so that the possibility is given is a good one by choosing the distribution of the operating phases with different eccentricities To achieve uniformity of the material removal from the workpieces and that of the lapping disks. Here can either can be achieved that the initial geometric shape of the working surface of the lapping disks is maintained remains or that a certain wear pattern of the lapping disks and thus a different zone by zone Material removal takes place on the workpieces.
DE19772742630 1976-09-27 1977-09-22 Double flat lapping machine Expired DE2742630C2 (en)

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