DE2935829A1

DE2935829A1 - Verfahren zur maschinellen bearbeitung von langgestreckten magnetischen gegenstaenden

Info

Publication number: DE2935829A1
Application number: DE19792935829
Authority: DE
Inventors: Heinz Joseph Gerber
Original assignee: Gerber Scientific Instrument Co
Current assignee: Gerber Systems Corp
Priority date: 1979-02-01
Filing date: 1979-09-03
Publication date: 1980-08-07
Also published as: FR2447777A1; JPS55106757A; GB2040743A

Description

PATENTANWÄLTE

293S829

O-1 BERLIN-DAHLEM 33 · POOBIELSKIALLEE D-8 MÜNCHEN 99 ■ WIDENMAYERSTRASSE 40

THE GERBER SCIENTIFIC INSTRUMENT COMPANY

BERLIN: DIPL.-INQ. R. MÜLLER-BÖRNER

MÜNCHEN: DIPL.-INQ. HANS-HEINRICH WEY DIPI INS. EKKEHARD KÖRNER

Berlin, den 03. September 1979

Verfahren zur maschinellen Bearbeitung von langgestreckten magnetischen Gegenständen

(Priorität: USA, Ser.No. 8,563 vom 01. Februar 1979)

8 Seiten Beschreibung mit 6 Patentansprüchen 1 Blatt Zeichnung

MP - 27 503

030032/0502

BERLIN: TELEFON (O3O) Θ312ΟΘ8 KABEL: PROPINDUS -TELEX OI 84OS7 MÜNCHEN: TELEFON (Ο8Θ) 225580
KABEL: PROPINDUS ■ TELEX 0534344

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Verfahren zur maschinellen Bearbeitung von langgestreckten Gegenständen und behandelt insbesondere ein verbessertes Verfahren zur maschinellen Bearbeitung von axial langgestreckten magnetischen Werkstücken.

Es ist die allgemeine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zur maschinellen Feinbearbeitung von langen, schlanken Gegenständen von allgemein zylindrischer Form, wie beispielsweise Spiralräumer, Spiralbohrer u. dgl., zu schaffen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt das verbesserte Verfahren zur maschinellen Bearbeitung eines axial langgestreckten Werkstücks die Schritte des Haltens des Werkstücks mit wenigstens einem Abschnitt seiner Länge in Verbindung mit einem Werkstückhalter, damit es sich relativ zu demselben drehen kann; des Anlegens einer Magnetkraft an das Werkstück, um dasselbe mit dem Werkstückhalter in Verbindung zu halten; des Drehens des Werkstücks um seine Achse relativ zum und in Verbindung mit dem Werkstückhalter und des Bewegens eines Werkzeugs zur maschinellen Bearbeitung in Bearbeitungsein griff mit dem Werkstück, während dasselbe magnetisch in Verbindung mit dem Werkstückhalter festgehalten und mit Bezug auf diesen gedreht wird.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

030032/0502

Einzelheiten, Vorteile und Anwendungen der Erfindung sind nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels für eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine etwas scheraatisch dargestellte Ansicht einer Vorrichtung zum Schleifen eines verjüngten Räumers gemäß einem Verfahren der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine etwas schematisch dargestellte Teildraufsicht auf die Vorrichtung in Fig. 1;

Fig. 3 eine etwas vergrößert dargestellte Ansicht im Schnitt entlang der Linie 3-3 in Fig. 1, und

Fig. 4 eine Ansicht im Schnitt entlang der Linie 4-4 in Fig. 3,

Wie insbesondere aus Fig. 1 und 2 der Zeichnung hervorgeht, ist die Vorrichtung zur Anwendung der vorliegenden Erfindung etwas schematisch dargestellt und allgemein mit dem Bezugszeichen "10" bezeichnet. Die Vorrichtung 10 ist insbesondere zur maschinellen Bearbeitung eines langgestreckten Werkstücks W geeignet und schließt einen Werkstückhalter oder ein Magnetspannfutter 12 ein, das das Werkstück W entlang wenigstens eines Abschnitts seiner Länge angreift und hält, während gleichzeitig eine Magnetkraft an das Werkstück angelegt wird, um es mit dem Magnetspannfutter in Verbindung zu halten. Die Vorrichtung 10 weist des weiteren ein Antriebsdrehteil 14 zum Drehen des Werkstücks W um seine Achse und relativ zum Magnetspannfutter 12 und ein Werkzeug zur maschinellen Bearbeitung

030032/0502

oder eine Schleifmaschine 16 zum Bearbeitungseingriff mit dem Werkstück auf. Die dargestellte Vorrichtung ist insbesondere zum Bilden einer oder mehrerer schraubenförmiger Nuten oder Auskehlungen in dem Werkstück W wie bei der Herstellung eines Spiralräumers oder eines Spiralbohrers geeignet.

Die Anordnung zum Antreiben der Vorrichtung kann zwar verschieden sein; die Vorrichtung 10 ist jedoch in eine allgemein mit "18" bezeichnete numerisch gesteuerte Fräs-, Drill- und Bohrmaschine eingebaut dargestellt. Die abgebildete Maschine ist eine Bridgeport-CNC-Fräs-, Drill- und Bohrmaschine, die von Bridgeport Machines Division of Textron, Inc., Bridgeport, Connecticut, in Verkehr gebracht wird und eine Hohlwelle 2O aufweist, welche eine (nicht dargestellte) Drehspindel und einen Z-Achsen-Schrittschaltmotor 22 trägt. Die Maschine 18 weist weiterhin einen hin- und herbewegbaren Tisch 24 und Schrittschalt-Antriebsmotoren 26 und 2 7 zum Hin- und Herbewegen des Tisches 24 in einer Längs- und einer Querrichtung auf, wie sie jeweils durch die Richtungspfeile in Fig. 2 angedeutet sind. Zum Anheben oder Absenken des Tisches 24 kann eine (nicht dargestellte) manuelle Steuerung verwendet werden, um denselben auf die Hohlwelle 20 zu oder von dieser weg zu bewegen. Es ist eine programmierbare Steuereinrichtung 28 vorgesehen, die zur Steuerung der Schrittschaltmotoren 22, 26 und 27 und der Hohlwelle 20 verwendet werden kann. Der dem Tisch 24 eine Querbewegung verleihende Schrittschaltmotor 27 wird jedoch bei Anwendung der vorliegenden Erfindung normalerweise nicht verwendet.

030032/0502

-ff-

Das Magnetspannfutter 12 schließt zwei langgestreckte Polschuhe 30, 30 ein, die durch einen längsgerichteten Luftspalt 32 voneinander getrennt sind, der mit Messing oder einem anderen nichtmagnetischen Material gefüllt ist. Die Polschuhe 30, 30 sind entlang des Luftspalts derart ausgebildet, daß sie eine sich nach oben öffnende Rinne 33 bilden, die vorzugsweise einen im allgemeinen V-förmigen Querschnitt besitzt. Der Luftspalt befindet sich am Boden der Rinne, wobei die Seiten derselben, wie am besten aus Fig. 3 ersichtlich ist, von den beiden Polschuhen gebildet werden. Die Polschuhe 30, 30 sind magnetisch durch ein dazwischenliegendes, sich in Längsrichtung erstreckendes Stück aus magnetischem Material miteinander verbunden, das mit 34 bezeichnet ist und auf einem nichtmagnetischen Unterteil aufliegt. Um das dazwischenliegende Stück 34 ist eine elektrische Wicklung 38 gewickelt, die sich längs des Luftspalts erstreckende Windungen hat. Die Wicklung 38 ist in ein geeignetes Eintopfmaterial, wie eine Plastik- oder Epoxydverbindung, eingebettet.

Das Antriebsdrehteil 14 ist ein Drehspannfutter, das mit dem Schrittschalt-Antriebsmotor 22 über eine biegsame Antriebsverbindung 40 verbunden ist. Das im Inneren der Rinne 33 gehaltene Werkstück W ist mit dem Drehspannfutter 14 über eine langgestreckte, etwas biegsame Antriebswelle 42 und ein Kupplungselement 44 verbunden.

Die dargestellte Schleifmaschine 16 ist an der Hohlwelle 20 angebracht und weist eine Schleifbefestigung auf, die einen Motor zum Antreiben einer peripherisch geschärften Schleifscheibe 46 mit hoher Geschwindigkeit wie beispielsweise 40.000 U/min einschließt.

030032/0502

S -X-

Wenn die Vorrichtung 10 zum Schneiden einer oder mehrerer schraubenförmiger Nuten in ein zylindrisches Werkstück wie bei der Herstellung eines Spiralbohrers od.dgl. verwendet wird, ist das Werkstück mit dem Drehspannfutter über die Antriebswelle 42 und das Kupplungselement 44 verbunden und wird entlang wenigstens eines Abschnitts seiner Länge innerhalb der Rinne 33 gehalten. Dann wird das Magnetspannfutter 12 erregt, wodurch eine Magnetkraft an das Werkstück angelegt wird, um dasselbe in der Rinne 33 festzuhalten. Während das Werkstück durch das Drehspannfutter 14 um seine Achse gedreht und durch die Magnetkraft des Spannfutters 12 innerhalb der Rinne festgehalten wird,wird die Schleifmaschine in Längsrichtung mit Bezug auf das sich drehende Werkstück und in Bearbeitungseingriff mit demselben bewegt, um je nach den Erfordernissen eine oder mehrere schraubenförmige Nuten in dem Werkstück zum Herstellen eines Spiralbohrers zu bilden. Die zur Steuerung der Schrittschaltmotoren 22 und 26 angeordnete Steuereinrichtung 28 ist derart programmiert, daß die Schleif«- maschine 16 längs des Werkstücks und in zeitlich abgestimmter Beziehung zu der Drehung desselben bewegt wird. Die Steuereinrichtung kann, wenn dies erwünscht ist, auch auf die Steuerung der Hohlwelle 20 programmiert werden, um die Schleifmaschine allgemein, je nach den Erfordernissen, auf das Werkstück zu zum Bilden einer Nute mit der gewünschten Tiefe zu bewegen. Der Tisch 24 kann aber auch von Hand auf die Schleifscheibe zu zum Erhalten der gewünschten Schnittiefe bewegt werden.

Wenn die Vorrichtung 10 zum Fertigbearbeiten, z.B. Polieren, der Oberfläche eines zylindrischen Werkstücks verwendet wird, verringert sich der Durchmesser des Werkstücks während des "" Vorrückens des Werkzeugs oder der Schleifmaschine längs des

030032/0502

Werkstücks geringfügig, was normalerweise ein gewisses leichtes Spiel zwischen dem Werkstück und den Oberflächen der Nute zur Folge hat. Die langgestreckte Antriebswelle 42 ist jedoch biegsam genug, um ein Ziehen des Werkstücks W in die Rinne durch die von dem Spannfutter 12 ausgeübte Magnetkraft und bis an eine Stelle des Berührungsangriffs mit den zugeordneten Seitenflächen der Rinne zu gestatten, so daß das Werkstück während des maschinellen Bearbeitungsvorgangs entlang wenigstens eines Abschnitts seiner Länge gehalten oder abgestützt bleibt.

Wenn das Werkstück W mit einer Verjüngung wie bei der Herstellung eines verjüngten Spiralräumers geschliffen werden soll, können die senkrechte Relativbewegung der Hohlwelle und die waagerechte Bewegung des Tisches 24 auf die Hervorbringung der gewünschten Verjüngung programmiert werden, oder das Werkstück W kann, wenn dies erwünscht ist, mit einer leichten Verjüngung versehen werden, bevor es in der Vorrichtung in Stellung gebracht wird. Das Magnetspannfutter 12 kann dann am Tisch in einer leicht geneigten Stellung befestigt werden, um die Verjüngung des Werkstücks auf eine auf dem Gebiet der maschinellen Bearbeitung wohlbekannte Art und Weise auszugleichen.

Ma/MP - 27 503

030032/0502

Leerseite

Claims

Pa tentansprüche

ι 1.j Verfanren zur .naschmeilen Bearbeitung eines axial langgestreckten Tiagnetischen Werkstücks, gekennzeichnet durch die Schritte:

a) Halten des Werkstücks (W) mit wenigstens einem Abschnitt seiner Länge in Verbindung mit einem Werkstückhalter (12), damit es sich relativ zu demselben drehen kann;

b) Anlegen einer Magnetkraft an das Werkstück (W), um dasselbe mit dem Werkstückhalter (12) in verbindung zu halten;

c) trehen des Werkstücks (W) um seine Achse und relativ zu dem Werkstückhalter (12), während das Werkstück (W) durch die Magnetkraft festgehalten wird, und

d) 3ewegen eines Werkzeugs (16) zur maschinellen Bearbeitung in Bearbeitungseingriff mit dem Werkstück (W), während sich das Werkstück (W) mit Bezug auf den Werkstückhalter (12) dreht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Haltens des Werkstücks (W) darüber hinaus das Halten desselben entlang wenigstens eines Abschnitts seiner Länge und innerhalb einer Rinne (33) in dem Werkstückhalter (12) einschließt.

030032/0502

OR/G/NAL INSPECTED
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstückhalter (12) ein Magnetspannfutter ist und der Schritt des Anlegens einer Magnetkraft darüber hinaus ein Erregen des Spannfutters einschließt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Bewegens des Werkzeugs (16) zur maschinellen Bearbeitung darüber hinaus das Bewegen desselben in zeitlich abgestimmter Beziehung zur Drehung des Werkstücks (W) einschließt.
5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug zur maschinellen Bearbeitung eine Schleifmaschine (16) mit einer sich drehenden Schleifscheibe (46) ist und der Schritt des Bewegens dieses Werkzeugs darüber hinaus das Bewegen der Schleifmaschine (16) längs des Werkstücks (W) einschließt, wobei sich die Schleifscheibe in Eingriff mit dem Werkstück dreht.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Bewegens der Schleifmaschine (16) längs des Werkstücks (W) darüber hinaus das Bewegen der Schleifmaschine (16) längs desselben mit mit Bezug auf die Achse des Werkstücks (W) geneigter Achse der Schleifscheibe (46) einschließt.

Ma/MP - 27 503 - 3 -

030032/0502