DE2911345C2

DE2911345C2 - Verfahren zum gleichzeitigen Schleifen des Innen- und des Außendurchmessers eines ringförmigen Werkstückes

Info

Publication number: DE2911345C2
Application number: DE2911345A
Authority: DE
Inventors: Yoshikazu Iwata Shizuoka Nakajima; Makoto Onoda
Original assignee: NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 1978-03-22
Filing date: 1979-03-22
Publication date: 1983-11-24
Also published as: JPS6258870B2; IT7948429A0; JPS54125590A; GB2017545B; DE2911345A1; IT1116452B; GB2017545A; FR2420407A1; FR2420407B1; US4254588A

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum gleich/eiligen Schleifen des Innen- und des Außendurchmessers eines ringförmigen Werkstückes mittels einer Innen- und einer Außenschleifscheibe. die zumindest teilweise gleichzeitig zugestellt werden, mit im wesentlichen gleichzeitigem Grobschleifen des Innen- und Außendurchmessers und mindestens teilweisem Feinschleifen eines Durchmessers nach Beendigung des Feinschleifens des anderen Durchmessers.

Als Stand der Technik ist bereits ein derartiges Verfahren bekannt, bei welchem das gleichzeitige Schleifen nur beim Grobschleifen stattfindet (US-PS 2909009). Das Feinschleifen des Außendurchmessers erfolgt wesentlich eher als das Feinschleifen des Innendurchmessers. Damit findet bei diesem bekannten Verfahren das Feinschleifen des Innen- und des Außendurchmessers eines Werkstückes nicht gleichzeitig statt. Hierdurch ergeben sich Nachteile bezüglich des Zeitaufwandes für den Schleifvorgang als auch bezüglich der erzielten Genauigkeit.

Zum Stand der Technik zählt weiterhin ein Verfahren zum gleichzeitigen Schleifen des Innendurchmessers und des Außendurchmessers eines ringförmigen Werkstückes mit einer Mehrfach-Vorschubgeschwindigkeit mit Beginn des gleichzeitigen Grobschleifens des Innen- und Außendurchmessers (US-PS 2807916). Dieses bekannte Verfahren arbeitet so, daß das Feinschleifen des Innendurchmessers erst nach vollendetem Feinschleifen des Außendurchmessers beginnt. Damit findet ein gleichzeitiges Schleifen des Innen- und Außendurchmessers des Werkstückes bei diesem bekannten Verfahren ebenfalls nur beim Grobschleifen statt.

Aufgabe d.jr vorliegenden Erfindung ist es demgegenüber, ein Verfahren der eingangs genannten Art so auszubilden, daß eine Verkürzung der Zykluszeit bei der Bearbeitung des Innen- und Außendurchmessers eines ringförmigen Werkstückes bei gleichzeitiger Verbesserung dor Abmessungsgenauigkeit gegeben ist.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 gelöst.

Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß ein Verfahren geschaffen wird, welches einen gleichzeitigen Schleifzyklusvorschub aufweist. Das gleichzeitige Schleifen des Innen- und des Außendurchmessers des Werkstückes findet nicht nur beim Grobschleifen, sondern ebenfalls beim Feinschleifen statt. Die Vollendung des Feinschleifvorganges des Innendurchmessers findet kurz nach Vollendung des Feinschleifvorganges des Außendurchmessers statt, d.h. nach Vollendung des Feinschleifvorganges des Außendurchmessers bleibt für die Vollendung des Feinschleifvorganges des Innendurchmessers ein vorgegebenes Abmaß K. wobei dieses Abmaß K zur Einstellung einer gegenseitigen Vorschubbeziehung von Schleifvorschubzyklen beider Durchmesser dient.

Nach Vollendung des Schleifens der vorangehenden Fläche mit einem Feinschleifabmaß für die folgende Fläche, größer als der festgesetzte Wert K. werden die weiteren Schleifvorschubzyklen für beide Durchmesser meßgesteuert zum Vorschieben des Anfangspunktes des Vorschubes des folgenden Flächenschleifelements zur Normalisierung des Zyklus, wohingegen bei einem Abmaß kleiner als K der weitere Schleifvorschub zum Rückschieben des Anfangspunktes des Vorschubes des folgenden Flächenschleifelements zur Normalisierung des Zyklus meßgesteuert wird. Damit besteht eine gegenseitige Vorschubbezichung zwischen den Schleifelementen für den Innen- bzw. den Außendurchmesser des Werkstückes.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben -.ich au> den Unteiansprüchcn.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand \on in der Zeichnung dargestellten Ausfiihrungsbeispielen naher beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht einer Halterung und des Schleifvorganges eines Werkstückes;

Fig. 2 ein Zyklus-Diagramm;

Fig. 3 eine Ansicht einer Vorrichtung nach einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 4 ein Zyklus-Diagramm für ein vorausgehendes Außenschleifen;

Fig. 5 ein Block-Diagramm zur Erläuterung eines Kalibriervorganges;

Fig. 6 ein Zyklus-Diagramm für ein vorausgehendes to Innenschleifen;

Fig. 7 ein Zyklus-Diagramm für ein vorausgehendes Außenschleifen bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

Zunächst wird in Verbindung mit Fig. 1 eine bei der Erfindung angewendete spitzenlose Werkstückhalterung für eine Schleifmaschine beschrieben. Bei dieser Halterungsart befinden sich die Mitte O₉ einer lunendurchmesserschieifscheibe 9 und die Mitte O₁₀ eines ringförmigen Werkstücks 10 auf einer im wesentlichen waagerechten Linie. Gegenüber einer die Mitten O₉ und O₁₀ verbindenden Linie ist eine Außendurchmesserschleifscheibe 11 um die Mitte des Werkstücks 10 um einen Winkel y von wenigstens 5° versetzt. Im einzelnen befindet sich der Berührungspunkt P zwischen der Außendurchmesserschleifscheibe 11 und dem Außendurchmesser des Werkstücks 10 über dem Niveau des Berührungspunkts Q zwischen der Innendurchmesserschleifscheibe 9 und dem Innendurchmesser des Werkstücks 10. Eire vordere und eine hintere Auflage 12 bzw. 13 bilden Winkel ¹X bzw. β mit einer Linie, die die Mitte O₁₁ der Außendurchmesserschleifscheibe 11 mit der Mitte O₁₀ des Werkstücks 10 verbindet. Diese Auflagen tragen das Werkstück 10 und sind so angeordnet, daß α= 30 — 60° und /? = 150-180° sind. Als Ergebnis hiervon wird das Drehmoment verringert, das das Werkstück 10 um seinen Berührungspunkt mit der vorderen Auflage drehen will, so daß das Werkstück 10 selbst dann nicht von der hinteren Auflage 13 abgehoben wird, wenn dessen Innendurchmesser geschliffen wird.

Diese Anordnung ermöglicht daher ein sicheres Halten des Werkstücks 10 unter den strengen Bedingungen des Grobschleifens.

Das Verfahren nach der Erfindung zur Bearbeitung des Werkstücks 10 mit hoher Genauigkeit und hoher Leistung während dessen stabilen und festen Haltens wird nun beschrieben.

Als erstes wird die Festsetzung der Vorschubgeschwindigkeit nach der Erfindung beschrieben.

Fig. 2 zeigt zwei Zyklusdiagramme der Grundprinzipien des Verfahrens der Erfindung, wobei jeweils die obere Hälfte des Diagramms den Vorschubzyidus der Außendurchmesserschleifscheibe 11 zeigt, während die untere Hälfte den Vorschubzyklus der Innendurchmesserschleifscheibe 9 zeigt. Die senkrechte Achse gibt das Werkstückradiusschleifabmaß (Schleifs>;heibenvorschub) an. während der Schnittpunkt der senkrechten Achse mit der waagrechten Achse das Nullabmaß angibt, nämlich die Beendigung des Feinschleifens. Die waagrechte Achse gibt die Zeit an.

Fig. 2 zeigt drei Vorschubgeschwindigkeiten für Grobschleifen 1. Grobschleifen II und Feinschleifen. Diese VorschubgeschwindigVceiten werden bestimmt durch das Schleifverhältnis für eine einzelne Schleifscheibe (durch Schleifen entferntes Volumen/Verschleißvolumen der Schleifscheibe) und die Schleifleistung (durch das Schleifen je Zeiteinheit entferntes Volumen), die ihrerseits vom Werkstückmaterial abhängen. Unter Beachtung der Bedingungen für das GrobschJeifen I, das GrobschJeifen II und das Feinschleifen heißt dies: Sehr schnelles Entfernen von im Werkstück beim vorhergehenden Arbeitsvorgang erzeugten Verformungen, schnelles Schleifen bis zum Erreichen des Feinschleifabmaßes, ohne daß das Ablösen oder Verbrennen der Schleifscheibe verursacht wird, was die endgültige Werkstückform beeinflußt, und Vermeiden des Verbrennens der Schleifscheibe beim Grobschleifen II in Verbindung mit Sicherstellung der Schleifgenauigkeit bezüglich der Werkstückoberflächengenauigkeit, Kreisförmigkeit und Größe. Wenn die Schleifleistung bestimmt wird auf der Basis eines besonderen Werkstückmaterials und der spezifischen Schleifleistung einschließlich dem Schleifverhältnis für eine besondere Schleifscheibe, kann die Vorschubgeschwindigkeit durch die folgende Gleichung bestimmt werden:

Z': Schleifleistung (mm³/sec. mm)
d: Werkstücksdurchmesser (mm)
V: Vorschubgeschwindigkeit (mm/sec.)

Wenn der Sollwert Z' bezüglich der jeweiligen Vorschubgeschwindigkeit, wie oben beschrieben, vorgegeben ist, kann Tür das Verbund schleifen die gegenseitige Beziehung zwischen den Vorschubgeschwindigkeiten für den inneren und den äußeren Durchmesser wie folgt bestimmt werden.

V_Tl sei die Vorschubgeschwindigkeit der Außendurchmesserschleifscheibe für das Grobschleifen I. V_T2 sei die Vorschubgeschwindigkeit hiervon für das Grobschleifen II. V_Ts sei deren Vorschubgeschwindigkeit für das Feinschleifen.

In ähnlicher Weise seien V_n , V_n und V_ls die Vorschubgeschwindigkeiten der Innendurchmesserschleifscheibe. d\ und do seien der Innen- bzw. Außendurchmesser des Werkstücks. Z₁ sei der Maximalwert von Z' für das Grobschleifen I. Z₂ sei der Maximalwert von Z' für das Grobschleifen II. Z₅ sei der Maximalwert von Z' für das Grobschleifen. Dann können die maximalen Vorschubgeschwindigkeiten wie folgt erhalten werden:

Es werden nun die Grundprinzipien des Verfahrens nach der Erfindung auf der Basis der auf diese Weise erhaltenen Vorschubgeschwindigkeiten in Verbindung mit Fig. 2(a) beschrieben. Fig. 2(a) behandelt den vorrangigen Zyklus des Außendurchmesserschleifens. Der Außendurchmesserschleifvorrang bezieht sich auf ein Schleifverfahren, das dann angewendet wird, wenn der Innendurchmesser eines Werkstücks eine viel höhere Genauigkeit als der Außendurchmesser benötigt, wobei das Außendurchmesserschleifen früher als das Innendurchmesserschleifen beendet wird, so daß während des Feinschleifens ausschließlich des Innendurchmessers dessen Genauigkeit verbessert werden kann. Ein derartiger Fall wird im folgenden als Außendurchmesserschleifvorrang bezeichnet, während der umgekehrte Fall als Innendurchmesserschleifvorrang bezeichnet wird (vgl. Fig. 2(b)).

X₁- sei der Gesamtvorschub der Außendurchmesser-

V_TX max= Z₁ /π χ do V_T2 max = Z₂/π χ c/o
V_Ts max = Zj/π χ do V_n max = Z₁ /π χ di V₁₂ max = Z₂/π χ di V,_s max = Z₅In x di

schleifscheibe II. A', 1/' sei der MeIiM₁U des Grohschlcifcns I. K_n sei dessen Vorscliuhgesehwindi.ükeit. AT— OT sei der Betrag des Grobschleifens Ii. I',, sei dessen Vorschubgeschwindigkeit. SI' sei der Betrag des Feinschleifens. I',^ sei dessen Vorschubgesehwindigkeii. '>

A', sei der Gcsamlvorschub der Innendurchmesser-Schleifscheibe. A, — .1/ sei der Betrag des Grobschleifens I. I_n sei dessen Vorschubgeschwindigkeii. M-Sl sei der Betrag des Grobschleifens II. I), sei dessen Vorschubgeschwindigkeit, dl sei der Betrag des l-einschlcifens. V_{1 s} sei dessen Vorschubgeschwindigkeii.

Dann beginnt die Außcndurchinesserschleifschcibe Il mit dem Vorschub bei X_T mit ihrer Vorschubgeschwindigkeit für das Grobschleifen I. während die Innendurchmesserschleifscheibe 9 den Vorschub bei .V, mit r> ihrer Vorschubgeschwindigkeit für das Grohschlcil'en I beginnt. Wenn sich die Außendurchmesscrschleifscheibe 11 bis Λ 7'vorschiebt, läßt die Innendurchmesser-Schleifscheibe 9 für das Schleifen ein Abmaß übrig, das gleich Al ist. Dann treten sie gleich/eilig in die Phase 2') des Grobsehleifcns Il ein. Wenn die Außcndurehmesscrschleifscheibe 11 soweit kommt, daß das Abmaß ii T übrig bleibt, weist die Innendurchmesserschleifscheibe 9 das verbleibende Abmaß <">/ auf. Zur selben Zeit, in der der Feinschleifvorschub beginnt, ist das Grobschlcifen Il beendet.

Wenn die Außendurchmesserschlcifschcibe 11 den Vorschub auf Null beendet, bleibt bei der Innendurchmesserschleifscheibe 9 ein Abmaß K übrig. Somit wird dann die Außendurchmesserschlcifscheibe 11 zuerst zurückgezogen, während die Inncndurchmessersehlcifscheibe 9 sich bis zu Null vorschiebt und dann zurückgezogen wird. Zur Herstellung eines derartigen Zyklus sind die folgenden Beziehungen der Vorschubgeschwindigkeit in Anbetracht der Innen- und Außendurchmesser-Schleifabmaße erforderlich :

XT-AT Xl -Al

'■π ~ lii
AT-OT I-dl

•ν -2 ⁼ Ii₂
r) T OI - K

(I)

In ähnlicher Weise sind im Falle des Innendurchmesserschleif-Vorrangzyklus die folgenden Bedingungen erforderlich (vgl. Fig. 6(b)):

XT-AT Xl-AI

Tl

ΔΤ-δΤ

ΔΙ-dl

ST-K' _ öl

Π7 "vT

(2)

'55

Wie sich aus den Gleichungen (a) —(f) ergibt, wenn die Schleifbedingungcn dieselben sind oder insbesondere die-^pc/ifischc Schleifleislung dieselbe ist. da der Außendurchmesser größer als der Innendurchmesser ist. ist die ^h" Inncndurchmcsser-Schleifvorsehubgeschwindigkeit größer als die Außendurehmesscrschlcifvorschubgcschwindigkeit und ist die Innendurchmesserschleifvorschubgeschwindigkeit gleich der Außendurchmcsscrschleifvorschubaeschwindiskeit

Außendurchmesser
Innendurchmesser

Da die Gcsamlvoi schuhe \₍ und \, ilurcli die luneiii.:iul AußeiHlurchniesscrsehleifahtuaße beslininü werden, sofern unter Beachtung der Gleichung (.1) die Voischubucsehwindigkeil für einen Durchmesser, für den die Sehleifbedingungen strenger sind (der Zyklus ist länger), gewählt wird, können der Vorschub und die Vorsehubt.eschwindigkeil für den anderen Durchmesser durch die Gleichung (I) oder (2) so bestimmt werden, daß die Zyklus/eil ein Minimum wird und die optimalen Bedingungen für das gleich/eilige Innen- und Außendurchinesserschleifen erzielt werden können.

Die Prinzipien des Vorsehub/.ykkis nach der I-rfindung umfassen kurz zusammengefaßt die folgenden drei Hauptpunkte:

1. Bei Beendigung des Grobschleifens. wobei das Außenduiehmesserfeinsehleifahmaß iW ist. beträgt das Innendurchmesserleinschleilabniaß slels

2. Bei Beendigung des Schleifens der vorhergehenden !•lache <•.. It. Außcndurchmcssci) läßl das leinschleifahmaß für die nachfolgende 1 lache (/.B. Innendurchmesser) einen festen Betrag (A' oder K) übrig.

3. Die Änderung der Vorschubgeschwindigkeit wird durch ein Ausgangssignal TK \ aus dem Außendurch messerschlcilabschnitI gesteuert.

Beim tatsächlichen Schleifvorgang können jedoch die obigen Grundprinzipien nicht unmittelbar angewendet werden, da die durch die Veränderungen der Schlcif-Libinaße unter den Werkstücken bedingte Totzeit nicht vermieden werden kann. Somit erfolgt bei der Anwendung der Prinzipien eine Korrektur, was noch beschrieben wird.

Die in der obigen Untersuchung betrachtete Vorrichtung und der Vorschubzyklus hierfür nach der Erfindung, werden nun in Verbindung mit Fig. 3 und 4 beschrieben. Als erstes wird ein Außenschleifkopf 16 beschrieben. Dieser enthält eine an einem Maschinenbett 38 liefest igle AußenschleifvorsclHib-Aiisgleiehsvorrichlung 33. durch die ein Aiii.'cnschlcii-Aiisgleichsglieil 32 in Richtung eines Pfeils 42 um einen gegebenen Betrag vorgeschoben wird. Am Ausgleichsglied 32 sind befestigt: hin Mikroschaller 21 zur Beendigung des Außendurchmessergrobschleifcns. ein Mikroschalter 34 für eine große Außendurchmcsserschleifscheibe. ein Mikroschalter 35 für eine kleine Außendurchmesser- :-chleifscheibe. eine Außensehleifvorschubvorrichtung 31 und eine noch zu beschreibende Abrichtausgleiehsvorlichtung 37. Wenn die Außenschlcifvorschubvorrichlung 3! bewirkt, daß der Aiißensrhleifvorschubkopf 16 seinen Vorschubvorgang ausführt (gemäß Pfeil 40). führt die am Außenschlcifvorschubkopf 16 befestigte Außendurchmesserschleifscheibe 11 einen Vorschub aus. Die Mikroschalter 21. 34 und 35 erzeugen in Abhängigkeit von dieser Vorschubbewegung aufeinanderfolgend Ausjiangssignalc A/.V₄. MS₅ und MS₆.

Andererseits enthält der Inncnschleifvorschubkopf 14 eine am Maschinenbett 38 befestigte Inncnschlcifvor-■thuh-Ausgleichsvornchtung 26. durch die ein Innen-'.chleif-Ausgleichsglied 25 in Richtung ties Pfeils 41 um '.inen gegebenen Betrag voiwärtshcwcgl wird. Am Ausgleichsglicd 25 sind befestigt: hin Mikroschaller 2(1 zur Beendigung des Innenschleifen, ein Mikroschalter 27 Tür eine große Innendurchmesserschleifscheibe, ein Mikroschalter 28 für eine kleine Innendurchmesserschlcifschcibe und eine noch zu beschreibende lnnenlichleifvorschubvorrichtung 24. Wenn die Innenschleifvorschubvorrichtung 24 bewirkt, daß der Innenschleif-

vorschubkopf 14 sich in Richtung des Pfeils 39 vorschiebt, führt die Innendurchmesserschleifscheibe 9 einen Vorschub aus. Eine Innenschleifscheiben-Abrichtvorrichtung 29 wird in Richtung des Pfeils 43 durch eine am Maschinenbett 38 befestigte Abrichtausgleichvoirichtung 30 bewegt.

Das Werkstück 10 wird von einer nicht gezeigten Haltevorrichtung gehalten und von einer nicht gezeigten Antriebsplatte angetrieben. Die Haltevorrichtung enthält eine Innendurchmessermeßvorrichtung 22 und eine Außendurchmessermeßvorrichtung 23. Die Innendurchmessermeßvorrichtung 22 weist in ihren Ausgangssignalen Vergleichssignale auf für: einen Punkt /Zi₁ für die Beendigung des Grobschleifens, einen Punkt /A'₂ für die Abmessung Null, einen Punkt IK₁ für ein großes Innendurchmesserabmaß und einen Punkt ΙΚ_Λ für ein kleines Innendurchmesserabmaß. Die Außendurchmessermeßvorrichtung 23 weist in ihren Ausgangssignalen Vergleichssignale auf für: einen Punkt TK_x für die Beendigung des Grobschleifens. einen Punkt TK₁ für die Abmessung Null, einen Punkt TK₃ für ein großes Außendurchmesserabmaß und einen Punkt TK₄ für ein kleines Außendurchmesserabmaß. Ferner ist der Außenschleifvorschubkopf 16 mit einer Vorschubgeschwindigkeitswechselvorrichtung 19 zur Ermittlung der Außendurchmesserschleifleistung versehen, während der Innenschleifvorschubkopf 14 mit einer Vorschubgeschwindigkeitswechsel vorrichtung 18 zur Ermittlung der Innendurchmesserschleifleistung versehen ist. Diese Vorrichtungen erzeugen ein GE-Signal, wenn die Schleifscheibenantriebsleistung einen vorgegebenen Wert übersteigt. Das Signal aus der Vorrichtung 18 wird mit GEi bezeichnet, während das Signal aus der Vorrichtung 19 mit GE₁ bezeichnet wird.

Das bei der Vorrichtung von Fig. 3 angewandte Vorschubsteuerverfahren wird nun in Verbindung mit Fig. 4(a) bis (c) beschrieben, die sich auf den Außenschleifvorrang beziehen. Die waagrechte Achse X gibt die Zeit an. während die senkrechte Achse Y die Bewegungsbeträge (oder Vorschub) des inneren und des äußeren Schleifvorschubkopfs angeben. Der äußere Schleifvorschubkopf 16 beginnt seinen Vorschub von X_T zu 0. während der Innenschleifvorschubkopf 14 seinen Vorschub von X₁ zu 0 beginnt. Die linke senkrechte Achse gibt die Beziehung zwischen den Vorschubstellungen der beiden Vorschubköpfe 14 und 16 und die Zeit an, zu der die an den Vorschubköpfen befestigten Mikroschalter Signale aussenden. Die rechte senkrechte Achse gibt die Beziehung zwischen den Vorschubstellungen der beiden Vorschubköple 14 und 16 und die Zeit an, in der die Innen- und die Außendurchmessermeßvorrichtung 22 bzw. 23 Signale aussenden.

Zu Beginn des Zyklus werden somit die beiden Schleifscheiben 9 und 11 im wesentlichen gleichzeitig abgerichtet. In diesem Zustand haben der äußere und der innere Schleifvorschubkopf 16 bzw. 14 Stellungen entsprechend den Vorschüben X_T bzw. X₁ bezüglich der endgültigen Maßschleifgröße eingenommen. Nach Beendigung des Abrichtens beginnen die Vorschubvorgänge im wesentlichen gleichzeitig mit den Vorschubgeschwindigkeiten für das Grobschleifen I. Das Grobschleifen I ist ein Verfahrensschritt, der sich von der Zeit erstreckt, in der die Innen- und die Außendurchmesserschleifscheibe 9 bzw. 11 in Berührung mit dem Werkstück 10 kommen, bis zu der Zeit," in der sie die beim vorausgehenden Vorgang erzeugten Verformungen entfernen. Welche der beiden Schleifscheiben 9 und 11 zuerst in Berührung mit dem Werkstück 10 kommt.

hängt von der Größe des Schleifabmaßes des Werkstücks ab. Wenn bei der Erfindung die Außendurchmesserschleifscheibe 11 das Werkstück früher berührt, wird als Ergebnis einer Zunahme der Schleifscheibenantriebsleistung ein Signal GE₂ erzeugt. Wenn die Innendurchmesserschleifscheibe 9 zuerst berührt, wird in ähnlicher Weise ein Signal GE_x erzeugt. Das Signal GE₂ oder das Signal GE_x bewirkt, daß die Vorschubgeschwindigkeiten beider Vorschubköpfe 16 und 14 gleichzeitig in die Vorschubgeschwindigkeiten für das Grobschleifen Ii geändert werden.

Zur Vermeidung einer fehlerhaften Bearbeitung, die in dem Fall verursacht würde, daß die Vorrichtungen in und 19 außer Betrieb kommen, oder das Schleifabmaß des Werkstücks 10 zu klein ist, sind neben den Vorrichtungen 18 und 19 MS₄ (Mikroschalter 21) und MS_x vorgesehen. Das heißt, es ist eine mechanische äußere Signalisierungseinrichtung vorgesehen, die den Wechsel zum Vorschub für das Grobschleifen II gewährleistet.

Auf diese Weise beginnt der Vorschub des Grobschleifens II. Wenn der verbleibende Vorschub für den Außendurchmesser ST wird, erzeugt die Außendurchmessermeßvorrichtung 23 ein diesem δ Τ entsprechendes Vergleichssignal TK₁ , wodurch die Vorschubvorgänge für das innere und äußere Grobschleifen II gleichzeitig zum Feinschleifen geändert werden.

In diesem Zusammenhang hat das Innengrobschleifen eine Auslenkung der Schleifspindel 15 aufgrund deren geringer Steifheit erzeugt. Wenn somit das Werkstück in diesem Zustand fertig bearbeitet wird, würden sich Nachteile ergeben einschließlich einer Verminderung der Bearbeitungsgenauigkeit aufgrund von Veränderungen bei der Innendurchmesserverjüngung und der Fehlfunktion der Abmessungsausgangssignale für die Steuerung. Aufgrund der strengen Bedingungen für das gleichzeitige Innen- und Außendurchmesserschleifen hat insbesondere die Bewegung vom Grobschleifvonrhub zum Feinschleifvorschub die folgenden nachteiligen Wirkungen auf die Bearbeitungsgenauigkeit:

1. Aufgrund des Hochleistungsvorschubzyklus erzeugt das Innengrobschleifen eine Auslenkung der Schleifspindel 15, die eine geringe Steifheit aufweist. Wenn das Werkstück dem Feinschleifen unterworfen ist, verursacht dies die Herstellung von minderwertigen Gegenständen mit Veränderungen der Innendurchmesserverjüngung.

2. Derselbe Faktor wie im Abschnitt 1 bildet eine Ursache für die fehlerhafte Ermittlung der Abn'iessüngbäüsgäugssägnäle für die Steuerung des Vorschubs.

3. Die Spannkraft zum Haltern des Werkstücks durch Überwinden der strengen Schleifbedingungen verformt das Werkstück, wodurch die Bearbeitungsgenauigkeit verringert wird.

4. Die strengen Schleifbedingungen verursachen die Bildung einer Warmverformung aufgrund der Schleifwärme, wodurch die Bearbeitungsgenauigkeit verringert wird.

Daher wird, gemäß der Erfindung, bei der Bewegung vom Grobschleifvorschub zum Feinschleifvorschub gemäß Fig. 4 nach Beendigung des Grobschleifens der Innenschleifvorschubkopf 14 allein geringfügig zurückgezogen (Fig. 4(b)).

Oder es wird nach diesem Zurückziehen der Schleifspindel 15 gestattet, während einer gegebenen Zeit Fauszufeuern in Abhängigkeit davon, wie sie sich elastisch von ihrer Auslenkung erholt (Fig. 4(c)), oder es wird

gleichzeitig mit diesem Vorgehen die Spannkraft geändert (von einem hohen zu einem niedrigen Druck) zum Lösen der durch das Spannen erzeugten Verformungskraft (zum Ermöglichen einer Verformung aufgrund von inneren Spannungen), worauf das Werkstück zur gegebenen Gestalt und Größe durch den nachfolgenden Schritt, d.h. das Feinschleifen, fertig bearbeitet wird.

Ferner wird gemäß der Erfindung die begleitende Verlängerung der Zykluszeit, verursacht durch die oben genannten Maßnahmen, auf folgende Weise vermieden.

Gemäß Fig. 7 wird zu Beginn des Feinschleifvorschubs nicht sofort mit dem Feinschleifvorschub begonnen, sondern er erfolgt bei der Vorschubgeschwindigkeit für das Grobschleifen Il nur um einen Vorschubbetrag ', der im wesentlichen gleich dem Leerschleifen ist. Die Vorrichtung 18 ermittelt dann, etwa bei GEJ, den tatsächlichen Beginn Tür das Schleifen (der Zeitpunkt, bei dem die Schleifleistung gleich derjenigen des Feinschleifens ist). Dieses Signal GE[ wird zu dessen Verstellung zum Feinschleifen verwendet, wodurch die Zykluszeit verkürzt wird.

Zusätzlich ist diese Vorschubgeschwindigkeitswechselvorrichtung natürlich anwendbar bei der Ermittlung in Verbindung mit dem Außendurchmesserschleifen. Diese beiden Techniken sind ferner auch anwendbar zur Zeit des Beginns des Feinschleifens nach dem sogenannten Zwischenabrichten, das nach dem Grobschleifen durchgeführt wird.

Nach diesem Vorgang wird mit dem Feinschleifvorschub begonnen. Jedoch arbeitet das Vergleichssignal IKi aus der Innendurchmessermeßvorrichtung 22 für gewöhnlich nicht. Das Signal IK₁ dient zur Steuerung der Bewegung des inneren und des äußeren Schleifvorschubs nur dann, wenn die Gefahr besteht, daß aus irgendeinem Grund (z.B. einer Veränderung der Grobschleif-Vorschubgeschwindigkeit) der Innenschleifvorsehubkopf 14 vorauseilt und folglich der Innendurchmesser fertig bearbeitet würde. Das heißt, IK₁ würde vor dem Signal 7X₁ ausgesandt werden. Das Feinschleifen findet statt. Wenn die Außendurchmesserabmessung zu Null wird, wird das Vergleichssignal TK₂ ausgesandt und der Außenschleifvorschub (falls erforderlich, zusammen mit dem Ausfeuern) unterbrochen, gefolgt vom Rücklauf. Das Feinschleifabmaß K für das Innenschleifen wird, etwa wenn das Signal TK-, ausgesandt ist, durch das Vergleichssignal aus der lnnendurchmessermeßvorrichtung 22 gemessen. Das heißt, das verbleibende Schleifabmaß K gemäß der oben beschriebenen Gleichung (3) wird so begrenzt, daß /K₄ g K^IK^, wobei der Zyklus geprüft wird. Wenn K außerhalb des Bereichs liegt, wird so am Ende des Zyklus ein Kalibriervorgang durchgeführt. Diese Kalibrierung ist hauptsächlich beabsichtigt, um zu verhindern, daß die relative Verfahrensablaufbeziehung der Vorschubzyklen für den Innen- und den Außendurchmesser für unterschiedliche Werkstücke variieren. um den Ablauf beider Vorschübe zu ermöglichen, während dieselbe Verfahrensablaufbeziehung stets aufrechterhalten wird. Wenn ferner das Signal TK₂ ausgesandt wird, wird die Stellung des Außenschleifvorschubkopfs 16 durch MS₅ und AiS₆ geprüft, wobei die Kalibrierung hierfür am Ende des Zyklus ausgeführt wird. Andererseits bewegt sich der Innenschleifvorschubkopf 14 selbst dann noch für den Vorschub beim Feinschleifen vorwärts, wenn der Außenschleifvorschubkopf 16 sich zurückzieht. Wenn das Feinschleifabmaß für den Innendurchmesser zu Null wird, wird aus der Innendurchmessermeßvorrichtung 22 ein Signal IK₂ ausgesandt. Zu dieser Zeit wird die Stellung des Innenschleifvorschubkopfs 14 durch MS₂ und AiS₃ überprüft und wird am Ende des Zyklus ein Kalibriervorgang durchgeführt. Wenn das Signal IK₂ ausgesandt wird, wird der Innenschleifvorschubkopf 14 (falls erforderlich, zusammen mit dem Ausfeuern) angehalten und dann zurückgezogen.

Der oben angegebene Kaübriervorgang wird nun im einzelnen beschrieben. Er ist gemäß dem Fortschritt des Zyklus in Schritte A bis F unterteilt (vgl. Fig. 5).

Die Kalibrierung A ist mit einem großen Innendurchmesserschleifmaß verbunden und bezieht sich auf einen Fall, bei dem der Vorschub durch den Außenschleifvorschubkopf 16 einem vorgegebenen Wert für den Innenschleifvorschubkopf 14 zu weit vorauseilt. Zur Normalisierung des Zyklus muß der Beginn des Vorschubs der Außendurchmesserschleifscheibe 16 zurückbewegt werden. Die Kalibrierung zu diesem Zweck kann durch Rückwärtsdrehen der Ausgleichsvorrichtung 33 Tür den Außenschleifvorschub erfolgen zum Zurückbewegen des Ausgleichsglieds 32 Tür den Außenschleifvorschub entgegengesetzt zur Richtung des Pfeils 42.

Die Kalibrierung B ist verbunden mit einem kleinen Innendurchmesserschleifabmaß und bezieht sich auf einen Fall, bei dem der Vorschub durch den Außenschleifvorschubkopf 16 sich verzögert und hinter einem vorgegebenen Wert für den Innenschleifvorschubkopf 16 liegt. Zur Normalisierung des Zyklus kann dies durch Vorwärtsdrehen der Ausgleichsvorrichtung 33 erreicht werden zum Vorwärtsbewegen des Ausgleichsglieds 32 in Richtung des Pfeils 42. Da der Zyklus im Hinblick auf die Maschinensteifheit und Abmessungsstabilität so angeordnet ist, daß er auf der Basis des Außenschleifvorschubs automatisch gemessen wird. kann, wie oben beschrieben, die Stabilität durch Ausführung der Kalibrierung auf der Außenschleifkopfseite erhöht werden.

Die Synchronisierung zwischen dem Außendurchmesserschleifvorschub und dem Innendurchmesserschleifvorschub ist somit möglich geworden. Wenn somit der Zyklus allmählich außer Betrieb kommt aufgrund z.B. des Verschleißes der Abrichtvorrichtung 36 und 29. kann dies durch die Kalibriervorgänge A und B wiederhergestellt werden. Wenn aber bei diesen Kalibriervorgängen das große Innendurchmesserschleifabmaß aufeinanderfolgend kalibriert wird, wird die Außendurchmesserschleifscheibe 11 zurückbewegt und nimmt zur Verlängerung der Zykluszeit der Gesamtbetrag des Vorschubs zu. während, wenn das kleine Innendurchmesserschleifabmaß aufeinanderfolgend kalibriert wird, der Gesamtbetrag des Vorschubs abnimmt und eine gegenseitige Störung der beiden Schleifscheiben 9 und 11 verursacht, bevor sie einen Vorschub ausführen.

Zur Beseitigung dieser Nachteile werden auf den Zeitpunkt ihrer Aussendung hin verglichen: das Abmessungssignal IK₂ aus der Innendurchmessermeßvorrichtung 22, das Signal AiS₂ aus dem Mikroschalter 27 Tür das große Innendurchmesserschleifabmaß, das Signai MSj aus dem Mikroschalter 28 für das kleine Innendurchmesserschleifabmaß und auch das Abmessungssignal TK₂ aus der Außendurchmessermeßvorrichtung 23, das Signal MS₅ aus dem Mikroschalter 34 für die große Außendurchmesserschleifscheibe. das Signal MS₆ aus dem Mikroschalter 35 für die kleine Außendurchmesserschleifscheibe, so daß bei Störung der Beziehung zwischen der Werkstücksinnendurchmesserabmessung und dem Innenschleifvorschubkopf 14 die Kalibriervorgänge E und F gewählt werden, während bei Störung der Beziehung zwischen der Werkstücksaußendurchmesserabmessung und dem Außenschleifvorschubkopf 16 die Kalibriervorgänge C und D gewählt werden.

11 12

Die Kalibrierung C kann in derselben Weise bet räch- Richtung des Pfeils 43 bewegt, um die Schleifscheibe

let werden wie die Kalibrierung A. da der Zyklus auf der kleiner zu machen. Im Fall der Kalibrierung l· wird die

Basis des AuUenschleifvorschubkopfs 16 zusammenge- Ahriehlausgleichsvorrichlung 30 rückwärts gedreht zur

sei/1 ist. und kann durch Rückwärisdiehen der Außen- Bewegung der Abrichlvorrichlung 29 entgegengesetzt /ur

schleif\oi"schub-Aiissleichs\orrichliins 33 erfolgen zur 5 Richtung des Pfeils 43. um die Schleifscheibe größer zu

Zurückbeweguns des Ausgleichsglieds 32 enlgegenge- machen.

sct/l zur Richtung des Pfeils 42. Ferner kann die Kali- Die obige Beschreibung bezieht sich auf den Vor-

brieruns T> in derselben Weise wie die Kalibrierung H schubzyklus für den Außcnschleifvorrang nach der Fr-

beiracluei weiden und kann durch Vorwärlsdrehen der llndung.

AusüleiehsNorriehiuns 33 erfolgen zur Vorwärtsbewe- io Der Vorschubzyklus für den Innenschleifvorrang wird

suns; des Aussleiehssliedes 32 in Richtung des Pfeils 42. in Verbindung mit Fig. 6 umrissen. Gemäß Fig. d isi

Andererseits treffen die Kalibrierungen /:' und /' auf der Zyklus, der bis zur Aussendung des Signals /A, Probleme, weil in den Fällen dieser Kalibrierungen für dauert, derselbe, wie beim Außenschleifvonangzyklus. eine sroUe Innendurchmesserschleifseheibe und eine wobei die Kalibrierungsvorgänge für die große Außenkleine Innenduichmesserschleifseheibe das. was dem 15 durehmesserschleifscheibe und die kleine Auüendureh-Innendurehmesser des Werkstücks 10 entspricht, nicht messerschleifscheibe ebenfalls dieselben sind. Fs muß der InnenschleilNorsehubkopf 14. sondern die Stellung jedoch ein Signal zur Überwachung des verbleibenden der Ahrichi\orrichiung 29 ist. die die Größe der Innen- Feinschleifabmaßes A' des Außendurchmessers erzeugt durehmesserschleifscheibe 9 bestimmt, so daß es un- werden, wenn anstatt des großen Innendurchmesseisinnis wäre, einen Kalibriervorgang zur Änderung der 20 schleifabmaßes oder des kleinen Innendurchmesser-Stelluns des Ausgleichsglieds 25 auszuführen. Das heißt schleifabmaßes das mit dem Vorraiigzyklus verbundene im einzelnen, der lnnenschleifvorschubkopf 14 und die Signal /A, (Signal für die Abmessung Null) ausgesandl Abrichtvorrichtung 29 sind an unterschiedlichen Teilen wird. Bezüglich des auszuführenden Kalibrierungsvorbefestist.und /warderersteream Innensehleifausgleichs- gangs bei Aussendung eines derartigen Signals wird im glied 25 und die letztere am Maschinenbett 38. Selbst :s Fall des großen Außendurchmesserschleifabmalfcs die wenn daher das lnnenschleifausgleichsglied 25 in Rieh- Ausgleichsvorrichtung 33 betätigt zum Vorwärtsbewegen ums des Pfeils 41 bewegt wird", mit der Absicht, die des Ausgleiehsglieds 32 in Richtung des Pfeils 42. da Kalibrierung /:' für die kleine lnnendurchmessersehleif- der Außensehleifvorschub verzögert ist. und wird im Fall scheibe herzustellen, wären die relativen Stellungen der des kleinen Außendurchmessersehleifabmaßes das AusSchleifscheibe und des Werkstücks dieselbe wie vor Aus- 30 gleichsglied 32 entgegengesetzt zur Richtung des Pfeils 42 führuns einer derartigen Kalibrierung, sofern nicht die zurückbewegt, da der Aulfcnschlcifvorschub zu weit Stellung der Ahrielmorriehiung 29 geändert wird, die fortgeschritten ist.

im Anfangsteil des nächsten Schleifzyklus arbeitel. Mit Zur Ermöglichung einer Vorschubänderung selbst

anderen Worten, die Abrichlvorrichlung 29 ist in ihrer dann, wenn irgendeines der Vorschubänderungssignale

Stellung befestigt, wobei zwischen einem Schleifzyklus 35 07:,. 07:,. MS_x. A/.S"₄ vor der Aussendung des Signals

und dem nächsten Schleifzyklus das Innensehleifaus- 7"A₁ aus der Außendurehniessermeßvorrichtung 28 aus-

gleichsglied 25 um eine gegebene Strecke in Richtung gesandt wird, können die Vorschubgcsehwindigkeitcn

des Pfeils 41 durch die Ausgleichsvorrichtung 28 vor- für die verschiedenen, oben beschriebenen Schritte ge-

wärisbewegt wird und hierdurch die Innendurchmesser- maß den folgenden Gleichungen festgesetzt werden:

schleifscheibe 9 um einen gegebenen Betrag abrichtet. an y _$j- !'—<·)/

Selbst wenn das lnnendurchmesserausgleiehsglicd 25 ' - = ' .

als Vorgang der Kalibrierung E in Richtung des Pfeils 41 '' "

vorwärtsbewegt wird, bleiben die gegenseitigen Stellun- \'_r — 6T I)-OI

gen der Schleifscheibe und des Mikroschalters für große \~ ~ j-Schleifscheibe unverändert und machen eine derartige 45

Kalibrierung /; unsinnig. Im Fall der Außendurch- dl _ ί>1 — A ^.

messerschleifscheibe 11 besieht kein derartiges Problem. I^: _ls- I)_s ^{4 =}

da sie zusammen mit der AbrichtausgleichsvoirichtungS? ,. .. ,. ^₇-

am Außenschleifausgleiehsglied 32 befestigt ist. Daher ('= -''² =' '!'-'.

wird im Fall der Kalibrierung E für die große Innen- 50 " '- i~

durehmesserschleifscheibe die Abrichtausgleiehsvorrich- ₍·)7" |^-

tuns 30 so betätigt, daß sie die Abrichtvorrichtuns 29 in <7 ϊ· ~ Y-

" OI — Λ Ι /ς

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum gleichzeitigen Schleifen des Innen- und des Außendurchmessers eines ringförmigen Werkstückes mittels einer Innen- und einer Außenschleifscheibe, die zumindest teilweise gleichzeitig zugestellt werden, mit im wesentlichen gleichzeitigem Grobschleifen des Innen- und Außendurchmessers und mindestens teilweisem Feinschleifen eines Durchmessers nach Beendigung des Feinschleifen« des anderen Durchmessers, gekennzeichnet durch

derart festgelegte Grobschleifvorschubgeschwindigkeiten (V_Tl, V_Ti; V_n , V₁₂), daß für das Feinschleifen vorgegebene Abmaße im wesentlichen gleichzeitig erreicht werden,

durch Beendigung des Grobschleifens des Innendurchmessers in Abhängigkeit von einem Signal [TK₁), das die Beendigung des Grobschleifens des Außendurchmessers anzeigt.

durch im wesentlichen gleichzeitigen Beginn des Feinschleifens mit derart festgelegten Feinschleifvorschubgeschwindigkeiten {V_TS, V,_s), daß bei Beendigung des Feinschleifens des einen Durchmessers beim anderen Durchmesser noch ein vorgegebenes Abmaß (K) für das restliche Feinschleifen übrig bleibt, und

durch Überwachen des Innen- und des Außendurchmessers sowie Einstellen des Schleifanfangspunktes für einen der beiden Durchmesser, wenn der andere der beiden Durchmesser das übrigbleibende, vorgegebene Abmaß {K) für das restliche Feinschleifen nach Vollendung des Feinschleifens des erstcrcn Durchmessers nicht aufweist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach Beendigung des Grobschleifens nur die Innenschleifscheibe leicht zurückgezogen wird, woraufhin das Feinschleifen des Innendurchmessers erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem nach Beendigung des Grobschleifens eine Schleifscheibe eine vorbestimmte Zeitdauer ausfeuern kann, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausfeuern nach erfolgtem Zurückziehen der Innenschleifscheibe (9) erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß nach Beendigung des Grobschleifens die Einspannkraft am ringförmigen Werkstück (10) verringert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifvorschubgeschwindigkeit bei Beginn des Feinschleifvorschubs der Grobschleifvorschubgeschwindigkeit entspricht und daß diese Geschwindigkeit nach Beginn des Feinschleifvorschubes durch Betätigung einer automatischen Vorschubgeschwindigkeit-Wechselvorrichtung (18, 19) in die Fcinschleifvorschubgeschwindigkeit abgeändert wird.