DE2952610C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Gewindeschleifmaschine mit Ein­ richtung zum Hinterschleifen des Gewindes eines im Gebrauch als Werkzeug dienenden Werkstückes, welches auf einem Hin­ terschleifkörper eines längsverschiebbaren Werkstückschlit­ tens aufgespannt ist, wobei eine im Schlitten angeordnete, huberzeugende Vorrichtung mit einer auf einem Kurvenkörper abrollenden Abtastrolle den Hinterschleifkörper in oszillie­ rende Querbewegungen versetzt, währenddem das Werkstück rotiert und durch den Schlitten an der quer zustellbaren Schleifscheibe vorbeigeführt wird.

Aus der DE-PS 24 42 384 ist eine solche Gewindeschleifma­ schine mit einer Einrichtung für das Hinterschleifen des Gewindes an den Gewindebohrern und Innengewindeformern be­ kannt. Der Gewindebohrer oder der Innengewindeformer ist in üblicher Art parallel zur Werkstückspindel drehbar auf einem oberen Teil des Werkstückschlittens aufgespannt, wobei die­ ser Oberteil über Blattfedern mit dem Schlittenunterteil elastisch verbunden ist. Ein im Unterteil gelagerter Schwenk­ hebel steht mit dem Oberteil in Wirkverbindung. Der Schwenk­ hebel liegt über die Abtastrolle an einer rotierenden Kurven­ scheibe an, deren Nocken den Schwenkhebel in oszillerende Schwenkbewegungen versetzen. Der Schwenkhebel bewirkt seiner­ seits die zum Hinterschleifen notwendigen oszillierenden Schwingungen des Schlittenoberteils relativ zum Schlitten­ unterteil, wobei die Schwingungsbewegungen quer zur Werk­ stückachse erfolgen.

Um verschiedene Formen des Hinterschliffes wählen zu können, ist die Kurvenscheibe auswechselbar montiert. Die Verstel­ lung des Hinterschleifhubes erfolgt mittels einer einstell­ baren Schablone im Schwingungshebel, die an einer im Ober­ teil drehbar gelagerten Gleitrolle anliegt. Diese Verstel­ lung ist aufwendig, fehleranfällig und nur bei stillstehen­ der Maschine möglich.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Gewinde­ schleifmaschine derart auszubilden, daß der Hinterschleif­ betrag während des Schleifens kontinuierlich nach Bedarf ver­ stellt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Abtastrolle am Hinterschleifkörper drehbar gelagert ist, daß der Kurvenkörper als eine im Schlitten gelagerte Kurven­ walze ausgebildet ist, deren Oberfläche längs der Walzen­ achse unterschiedliche Profiltiefen aufweist, und daß zwecks Verstellung der Oszillationshübe des Hinterschleif­ körpers die Kurvenwalze axial verschiebbar und feststellbar ist.

Die Abtastrolle überträgt die Hübe der Kurvenwalze direkt auf den Hinterschleifkörper, unter Vermeidung von Fehlern, wie sie bei komplizierteren Übertragungssystemen auftreten können.

Zweckmäßigerweise erfolgt die Hubverstellung über eine auswechselbare Schablone, wobei ein Kopiertaster und eine Hebelanordnung den Schablonenhub in eine Axialbewegung zur Verstellung der Kurvenwalze übertragen.

Bei einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist ein Kompensationsblock federnd mit dem Werkstückschlitten ver­ bunden und dem Hinterschleifkörper gegenüber angeordnet. Der Kompensationsblock weist eine weitere Abtastrolle auf, die ebenfalls auf der Kurvenwalze aufliegt, wobei letztere auf Erzeugung gegengleicher Schwingungen des Kompensationsblockes bzw. des Hinterschleifkörpers in jedem Normalschnitt zu ihrer Drehachse punktsymmetrisch ausgebildet ist.

Aus der US-PS 30 23 546 ist es an sich bekannt, einen Quer­ schlitten, der eine Schleifspindel trägt, mittels Federn gegen eine Schablone anzupressen. Bei der Verschiebung der Schleifspindel folgt der Querschlitten der Schablone.

Nachstehend wird anhand der Zeichnungen ein Ausführungsbei­ spiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 schematisch eine Draufsicht auf den werkstücksei­ tigen Teil einer Gewindeschleifmaschine,

Fig. 2 schematisch eine Ansicht in Richtung des Pfeiles II gemäß Fig. 1,

Fig. 3 schematisch eine Ansicht in Richtung des Pfeiles III gemäß Fig. 1,

Fig. 4 einen Längsschnitt nach der Linie IV-IV gemäß Fig. 5 durch einen Teil der Kurven­ walze,

Fig. 5 eine Stirnansicht auf die Kurvenwalze gemäß Fig. 4,

Fig. 6 und 7 schematisch die Schablone und die Hebelan­ ordnung in größerem Maßstab und

Fig. 8 und 9 schematisch die Abhebevorrichtung zum Aus­ wechseln der Kurvenwalze.

Bereits einleitend ist auf die DE-PS 24 42 384 hingewiesen worden, die eine Gewindeschleifmaschine der gattungsgemäßen Art offenbart. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, wird in der nachfolgenden Beschreibung auf die bekannten Merkmale nur kurz hingewiesen, ohne diese nochmals ausführlich zu erläutern.

Der Werkstückschlitten 1 der Gewindeschleifmaschi­ ne ist längsverschiebbar auf Führungen 2 des Werkstückstän­ ders 3 gelagert und wird in bekannter Weise durch die Leit­ spindel 4 in Längsrichtung hin- und herbewegt. Der Werk­ stückständer 3 ist fest mit dem Maschinenständer verbunden.

Oben auf dem Werkstückschlitten 1 ist ein Hinter­ schleifkörper 5 angeordnet, der über Blattfedern 6 mit dem Schlitten so verbunden ist, daß eine Art Gelenkviereck ge­ bildet wird, wodurch der Hinterschleifkörper 5 unter der Einwirkung von später noch zu beschreibenden Mitteln in oszillierende Verschiebebewegungen quer zur Werkstückachse versetzt werden kann. Die Blattfedern 6 dienen dabei als verschleißfreie Führung für den Hinterschleifkörper 5. Auf dem Hinterschleifkörper sind folgende Teile montiert: Der Reitstock 7, der zur Anpassung an die Werkstücklänge ver­ schiebbar montiert ist; die Werkstückspindel 8 mit einer beweglichen Gegenspitze zum Reistock 7; das Spannfutter 9 zur Drehmomentübertragung von der Werkstückspindel auf das Werkstück. Das Werkstück selber - ein Gewindebohrer oder ein Innengewindeformer - ist mit 10 bezeichnet und die quer zustellbare Einprofil- oder Mehrprofilschleifscheibe mit 11.

Die Gewindeschleifmaschine weist ferner einen Wechselradkasten 12 auf, der die Steckräder für die ver­ schiedenen Kehlenzahlen der Werkstücke enthält. Neben dem Wechselradkasten 12 befindet sich der Getriebekasten 13 mit dem Getriebe. Die Übertragung der Drehbewegung vom nicht­ oszillierenden Werkstückgetriebekasten 13 auf die Werk­ stückspindel im Spitzenbock, welcher zusammen mit dem Hin­ terschleifkörper 5 oszilliert, erfolgt über eine handels­ übliche Kupplung 14, die eine Querverschiebung (Parallel­ versetzung) der Achsen im Ausmaß des Hinterschleifhubes zuläßt.

Die Erzeugung der oszillierenden Bewegungen wird mit einer auswechselbaren Kurvenwalze 15 bewerkstelligt. Die Kurvenwalze 15 ist im Werkstückschlitten 1 drehbar und längsverschiebbar gelagert. Ihre Drehbewegung erhält sie über eine Kupplung 16 vom Getriebekasten 13 aus. Das erfor­ derliche Drehzahlenverhältnis zwischen der Kurvenwalze 15 und dem Werkstück 10 ist von der Spannutenzahl bzw. Walz­ kantenzahl am zu schleifenden Werkstück und der Nockenzahl an der Kurvenwalze abhängig. Die Abstimmung erfolgt in be­ kannter Weise mit Hilfe von Wechselrädern, welche im Wech­ selradkasten 12 untergebracht sind.

Zwecks einer möglichst stabilen Bauweise und Funktion der Hinterschleifeinrichtung wird die Hinter­ schleifbewegung direkt von der Kurvenwalze abgenommen, unter Verzicht auf komplizierte Übertragungssysteme. Eine im Hinterschleifkörper 5 gelagerte Abtastrolle 17 liegt auf der Oberfläche der Kurvenwalze 15 auf und überträgt die Hubbewegungen der Walze direkt auf den Hinterschleifkörper 5. Je nach axialer Stellung der Kurvenwalze kann der Hin­ terschleifbetrag variiert werden von 0 bis zum einen vorge­ gebenen Maximum.

Die Kurvenwalze muß den jeweils geforderten Hin­ terschleifformen, wie sie besonders bei Innengewindeformern üblich sind, angepaßt sein, d. h. auf leichte Art gegen andere Walzen ausgewechselt werden können. Das Auswechseln der Kurvenwalze 15 ist besonders einfach, da nur der Hebel 18 ausgeklinkt und die Abhebevorrichtung 34 ausgeschwenkt werden muß, damit die Walze von Hand aus ihrer Lagerung genommen werden kann.

Das flache Ende 46 der Abhebevorrichtung 34 ragt zwischen zwei Stangen 47, 48 hinein, die mit dem Hinter­ schleifkörper 5 bzw. mit dem Kompensationsblock 29 verbun­ den sind (Fig. 8 und 9). Beim Drehen der Abhebevorrichtung 34 um 90° werden diese Teile von der Kurvenwalze 15 wegge­ drückt, so daß die Walze ausgewechselt werden kann.

Die Mitnahme der Kurvenwalze bei der Drehbewegung erfolgt über einen Zahnkranz 20, welcher an dem einen Ende der Kurvenwalze 15 angebracht ist und mit einem Antriebs­ ritzel 21 vom Getriebekasten 13 über die Kupplung 16 und eine Zwischenwelle 22 im Eingriff steht.

Die Längsverschiebung bzw. axiale Verschiebung der Kurvenwalze 15 relativ zum Werkstückschlitten 1, welche während des Schleifvorganges erfolgen kann, wird von einer Formschablone 23 aus gesteuert. Die Formschablone ist am unbeweglichen Werkstückständer 3 der Maschine auswechselbar und in Längsrichtung und in der Höhe verschiebbar und fest­ stellbar montiert. Die Schablone 23 dient als "Datenträger" für die Hinterschleifgröße. Ein Kopiertaster 24 überträgt den Schablonenhub auf eine Hebelanordnung 25, die ihrer­ seits die Bewegung in eine axiale Bewegung zur Verstellung der Kurvenwalze umwandelt. Der Kopiertaster 24 wirkt auf den Schwenkarm 35 ein, der am Ende einer Achse 37 befestigt ist, die mit einer Torsionsfeder 36 versehen ist. An dieser Achse 37 ist auch ein Schwenkhebel 38 montiert, dessen Ende auf die Stange 39 mit Druckfeder 40 einwirkt. Der an der letzteren angeordnete Hebel 18 dringt in eine umlaufende Nute 41 der Kurvenwalze 15 ein, um diese zu transportieren. Der Kopier­ taster 24, der federnd gegen die Schablone 23 gepreßt ist, läuft während der Schlittenzustellung auf dieser ab. Die Bewegungen der Hebelanordnung 25 werden auf das freie Ende der Kurvenwalze übertragen.

Statt der automatischen Hubkorrektur mittels der Schablone 23 ist es auch möglich, eine gewünschte Axialver­ stellung der Kurvenwalze 15 mittels der Stellschraube 26 zu erzielen. Diese ist im Hebel 18 eingeschraubt und stützt sich am Spindelgehäuse ab. Je nach Einschraublänge der Stellschraube kann mit der ganzen Schablone, nur mit einem Teil derselben oder ohne Schablone gearbeitet werden. Die Stellschraube wirkt in diesem Sinne als Anschlag.

Zur Erzielung der Höhen- und Längsverstellung ist die Schablone 23 mittels Schrauben 42 und Vertikalschlitzen 43 auf einem Träger 44 befestigt, der seinerseits über Schrauben 42 und einen Längsschlitz 45 am Werkstückständer 3 angeordnet ist. Die Verstellung dient dazu, den Anfangs­ punkt der Walzenabtastung durch die Abtastrolle genau fest­ zulegen.

Wesentlich für die Hubgröße und die Art der oszillierenden Bewegung des Hinterschleifkörpers 5 ist die Form der Kurvenwalze 15. Wie aus den Fig. 4 und 5 hervor­ geht, weist die Kurvenwalze in axialer Richtung, ausgehend von einem kurzen, zylindrischen Abschnitt 27 (für die Hin­ terschleifbewegung 0), eine sich längserstreckende Erhöhung 28 auf, die aus dem zylindrischen Abschnitt herauswächst. Der Radius dieser Erhöhung nimmt, ausgehend vom Zylinder­ radius r ₁, stetig zu bis zu einem Maximalwert r ₂ für den größten Hub. Die Erhöhung hat die Funktion eines über die Länge variablen Nockens.

Die Kurvenwalze weist demzufolge innerhalb des Nockenabschnittes in jedem zur Walzenachse normalen Schnitt eine andere Profiltiefe auf. Sie vermittelt also in jedem der erwähnten Schnitte einen anderen Hinterschleif­ hub. Da die Kurvenwalze während des Schleifvorganges axial verschoben werden kann, ist es möglich, den Hinterschleif­ hub und in einem gewissen Maße auch die Hinterschleifform in axialer Richtung auf dem zu hinterschleifenden Werkzeug fortlaufend zu ändern.

Um möglichst genaue Hinterschleifbewegungen zu erhalten, ohne unerwünschte Fremdschwingungen, ist ein Kompensationsblock 29 vorgesehen, der ebenfalls auf Blatt­ federn 6 abgestützt ist und oberhalb des Werkstückschlit­ tens 1, benachbart zum Hinterschleifkörper 5, angeordnet ist. Die Masse des Kompensationsblockes 29 entspricht etwa der Masse des Hinterschleifkörpers 5.

Der Kompensationsblock 29 befindet sich bezüglich der Kurvenwalze 15 auf der dem Hinterschleifkörper 5 gegen­ überliegenden Seite. Er ist ebenfalls über eine Abtastrolle 30 auf der Kurvenwalze 15 abgestützt und erhält von dieser gleichzeitig dieselben Bewegungen, jedoch in entgegenge­ setzter Richtung zum Hinterschleifkörper. Mit Hilfe dieses Kompensationsblockes, welcher die Wirkungen der Massenkräfte des die Hinterschleifbewegungen ausführenden Hinterschleif­ körpers auf den Werkstückschlitten 1 aufhebt, können die schädlichen, das Oberflächenbild der zu schleifenden Werk­ stücke beeinflussenden Schwingungen verhütet werden. Die Kurvenwalze muß zu diesem Zweck in jedem Normalschnitt zu ihrer Drehachse punktsymmetrisch ausgebildet sein, d. h. sie besitzt immer eine gerade Anzahl von identischen Nocken. Wie aus der Fig. 5 hervorgeht, ist im vorliegenden Fall dem Nocken 28 ein weiterer Nocken 31 zugeordnet.

Da die Federcharakteristik der Blattfedern 6 im Arbeitsbereich etwa proportional verläuft, und die die Hub­ bewegung des Hinterschleifkörpers und des Kompensations­ blockes relativ kurz sind, benützt man sie im vorliegenden Fall in erster Linie als reibungsarme Führungen für die Bewegungen des Hinterschleifkörpers und des Kompensations­ blockes. Zur Unterstützung der absichtlich unterbelasteten Blattfedern 6 dienen zusätzliche Druckfedern 32, welche über eine geeignete Halterung gleichzeitig den Hinter­ schleifkörper 5 und den Kompensationsblock 20 gegen die Kurvenwalze 15 drücken. Sie müssen so bemessen werden, daß sie beim Rückwärtshub, auch bei der größten Beschleunigung des Hinterschleifkörpers bzw. des Kompensationsblockes die Berührung der beiden letzteren mit der Kurvenwalze gewähr­ leisten. Zur Übertragung der Vorspannkräfte der Federn 32 zwischen dem Hinterschleifkörper und dem Kompensationsblock dienen die Zugbolzen 33.

Claims (8)

1. Gewindeschleifmaschine mit Einrichtung zum Hinterschlei­ fen des Gewindes eines im Gebrauch als Werkzeug dienen­ den Werkstückes, welches auf einemm Hinterschleifkörper eines längsverschiebbaren Werkstückschlittens aufge­ spannt ist, wobei eine im Schlitten angeordnete, huber­ zeugende Vorrichtung mit einer auf einem Kurvenkörper abrollenden Abtastrolle den Hinterschleifkörper in oszillierende Querbewegungen versetzt, währenddem das Werkstück rotiert und durch den Schlitten an der quer zustellbaren Schleifscheibe vorbeigeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastrolle (17) am Hinter­ schleifkörper (5) drehbar gelagert ist, daß der Kurven­ körper als eine im Schlitten (1) gelagerte Kurvenwalze (15) ausgebildet ist, deren Oberfläche längs der Walzen­ achse unterschiedliche Profiltiefen aufweist, und daß zwecks Verstellung der Oszillationshübe des Hinter­ schleifkörpers (5) die Kurvenwalze (15) axial verschieb­ bar und feststellbar ist.

2. Gewindeschleifmaschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine auf das Ende der Kurvenwalze (15) einwir­ kende Stellschraube (26) zur axialen Verstellung der Walze.

3. Gewindeschleifmaschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Verstellvorrichtung für die axiale Ver­ stellung der Kurvenwalze (15), wobei die Vorrichtung eine am Werkstückständer (3) angeordnete Schablone (23) aufweist und einen Kopiertaster (24), der den Schablonenhub über eine Hebelanordnung (25) auf die Kurvenwalze (15) überträgt.

4. Gewindeschleifmaschine nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Schablone (23) auswechselbar und höhen- und/oder längsverschiebbar am Maschinen­ ständer befestigt ist.

5. Gewindeschleifmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein federnd mit dem Schlitten (1) ver­ bundener Kompensationsblock (29) gegenüber dem Hinter­ schleifkörper (5) angeordnet ist, daß der Kompensa­ tionsblock (29) eine weitere Abtastrolle (30) aufweist, die auf der Kurvenwalze (15) aufliegt, wobei letztere zur Erzeugung gegengleicher Schwingungen des Kompensa­ tionsblockes (29) bzw. des Hinterschleifkörpers (5) in jedem Normalschnitt zu ihrer Drehachse punktsymmetrisch ausgebil­ det ist.

6. Gewindeschleifmaschine nach Anspruch 5, wobei der Hinterschleifkörper (15) über Blattfedern (6), die gleichzeitig als Führungen wirken, mit dem Werkstück­ schlitten (1) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kompensationsblock (29) über weitere Blattfedern (6) mit dem Werkstückschlitten (1) verbunden ist.

7. Gewindeschleifmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zur Unterstützung der Blattfedern (6) zusätzliche Federn (32) im Kompensationsblock (29) an­ geordnet sind, um letzteren gegen die Kurvenwalze (15) zu drücken, und daß zwischen dem Hinterschleifkörper (5) und dem Kompensationsblock (29) ein Zugbolzen (33) zur Übertragung der Vorspannkräfte der zusätzlichen Federn (32) angeordnet ist.

8. Gewindeschleifmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kurvenwalze (15) mindestens an einem Ende einen zylindrischen Abschnitt (27) aufweist.