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Automaü 5 che Doppelkopfs chleifma 5 chine
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Die Erfindung betrifft eine automatische Doppelkopfschleifma schine
mit einem stationären Trägergrundrahmen, einem darauf verschiebbaren Arbeitstisch,
einem eine motorgetriebene Hauptwelle halternden Hauptwellenantriebsblock und einem
in eine Richtung senkrecht zur Bewegungsrichtung des Arbeitstische 5 verschiebbar
gelagerten und becherförmige Schleifräder für zwei Schleifstufen, z. B. Grob- und
Feinschleifen, im rechten Winkel zur Mittelachse des Werkstückes drehbar aufnehmenden
Schleifradträgerblockes, wobei das Werkstück und die Schleifräder relativ zueinander
verfahren werden.
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Wenn ein hartes und brüchiges Werkstück mit ausreichender Breite
zum Schleifen geschliffen wird, wenn die Achse eines diamantenen, becherförmigen
Schleifrades zu der Mittelachse des Werkstückes in dem Abstand versetzt angeordnet
ist, der de.rseffektiven Radius (dem Abstand von der Achse des Rades bis zur halben
Wandstärke des Rades) der Schleifendfläche des Schleifrades entspricht, so daß der
effektive oder wirksame Radius der Schleifendfläche des Schleifrades in einer Stellung
angeordnet ist, die tangential zur äußeren Umfangsfläche des Werkstückes verläuft,
und wenn das Werkstück geschliffen wird, wobei die Drehung des Werkstückes und die
Vorschubbewegung des Tisches niedrig gehalten werden, dann
werden
spiralförmige Riefen auf der äußeren Umfangsfläche des Werkstückes gebildet, wobei
Grob-, Mittel- und Feinschliffstufen wirkungsvoll und gleichzeitig auf dem Werkstück
durchgeführt werden können. Wenn jedoch das Werkstück ein kristallartiges Material
(wie beispielsweise Glas, Quarz, Keramik oder Silikon) ist, besteht die Gefahr,
daß sich in der äußeren Umfangsfläche des Werkstückes feine Risse entwickeln können.
Aus diesem Grunde ist, um solche Risse von der Werkstückoberfläche zu entfernen,
der Mittel- und Feinschliff weiterhin erforderlich. Und wenn das Werkstück ein superhartes
Metall ist, besteht die Gefahr, das dieses Werkstück bricht, wodurch der Schleifvorgang
in einem einzigen Schleifschritt schwierig wird, und daher muß der Schleifvorgang
in eine Anzahl von Schleifstufen unterteilt werden und die letzte Schleifstufe oder
das Feinschleifen muß mit einem Schleifrad vorgenommen werden, welches von dem Schleifrad,
welches in den vorhergehenden Schleifschritten oder Schleifstufen eingesetzt war,
verschieden ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine automatische Doppelkopfschleifmaschine
der eingangs genannten Art zu schaffen, die wirkungsvoll den Groß-, Mittel- und
Feinschliff durchführt, wobei die oben genannten Probleme vermieden sind.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der en Schleifradträgerblock
ein/mit einem Gewinde versehenen Hebeblock, der gleitend auf dem Wellenträgerblock
aufgenommen ist und in dem zwei Schleifradwellen in vertikalem Abstand zueinander
drehbar zur Feineinstellung gelagert sind, und eine Linear skala, die auf einerSeite
des Schleifradträgerblockes befestigt und mit einer Steuertafel betriebsmäßig verbunden
ist, aufweist, daß jedes der becherförmigen Schleifräder an jedem der Schleifradwellen
angebracht ist, daß die becherförmigen Schleifräder so auf den jeweiligen
Wellen
angebracht bzw. auf diesen gehaltert sind, daß die Achsen der Räder von der Mittelachse
des Werkstückes in dem Abstand versetzt sind, der dem wirksamen Radius der Räder
entspricht, und daß die Grob- und Feinschleifräder automatisch mit einem gewünschten
Schleifwert und Häufigkeit von einem Motor gegeneinander ersetzt werden, der betriebsmäßig
mit der Steuertafel verbunden ist, die mit einem digitalen Begrenzer zur Auswahl
eines Minimal- und Maximal-Schleifwertes versehen ist.
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Im allgemeinen besitzen Doppelkopf-Schleifmaschinen bei denen die
erfindungsgemäße Anordnung der Schleifräder angewandt wird, einen stationären Trägergrundrahmen
und einen motorgetriebenen, auf dem Grundrahmen in Längsrichtung verschiebbar gelagerten
Arbeitstisch. Auf dem Tisch ist der llauptantriebswellenblock mit der motorgetriebenen
Hauptwelle angebracht; ferner besitzt die Doppelkopf-Schleifmaschine einen Reitstock,
der auf dem Arbeitstisch dem Hauptwellenträgerblock gegenüberliegend angebracht
ist und eine Zentrierspindel besitzt, um das Werkstück zwischen der Hauptwelle und
der Zentrierspindel festzusetzen oder festzuklenlmen.
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Der motorgetriebene Schleifradträgerblock ist dabei auf den stationären
Grundrahmen angeordnet, wobei das Werkstück mit niedriger Drehzahl rotiert. Das
Werkstück wird dabei in Längsrichtung des Trägerrahmens verschoben, wenn der Arbeitstisch
in der gleichen Längsrichtung von einem Motor verfahren wird.
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Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung kann dahin gehen, daß der
Schleifradträgerblock weiterhin eine vertikal verlaufende, mit einem Gewinde versehene
Spindel, die drehbar in dem Block geführt ist und mit dem Hebeblock bezüglich des
Gewindes in Eingriff steht, so daß dann, wenn die Spindel verdreht wird, der Hebeblock
vertikal verschoben wird, ferner ein Paar in Abstand zueinander angeordneter Grenzschalter,
die auf dem Schleifradträgerblock angebracht
sind, und ferner ein
Schalterbetätigungselement umfasst, welches einstellbar auf der Hebespindel angebracht
ist, um wahlweise mit den Grenzschaltern in Eingriff zu gelangen, um die vertikale
Stellung der Hebespindel zu steuern.
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Bei der Verwendung der beiden diamantbesetzten Schleifräder mit unterschiedlichen
Korngrößen werden das Schleifrad mit grober Korngröße für den Grobschliff und für
den Mittelschliff verwendet, wogegen das sogenannte Feinschleifrad für das Feinschleifen
eingesetzt wird, um dadurch das Auftreten von Rissen in dem geschliffenen bzw. gerade
zu beschleifenden Werkstück zu verringern. Der Wechsel von dem Grobschleifrad zum
Feinschleifrad wird automatisch durchgeführt. Darüber hinaus wird der Digitalzähler
und die lineare Skala dazu verwendet, ein Ausgangssignal zum Anwählen eines Minimal-
oder Maximalschleifwertes zu erzeugen, und das Ausgangssignal wird einen Digitalbegrenzer
zugeführt, der automatisch eine Anzahl von Schleifvorschüben oder-Schritten beim
Grob- und Mittelschleifen und einen Vorschub oder einen Schritt für das Feinschleifen
erzeugt, was von dem Eingangssignal dazu abhängt. Auf diese Weise kann der Schleifvorgang
auf dem Werkstück nacheinander und schrittweise durchgeführt werden.
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Anhand der Zeichnung, in der eine bevorzugte Ausführungsform einer
automatischen Doppelkopf- Schleifmaschine dargestellt ist, sollen die Erfindung,weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen sowie weitere Vorteile näher erläutert
und beschrieben werden.
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Es zeigt: Fig. 1 eine Ansicht auf eine erfindungsgemäße automatische
Doppelkopf- Schleifina schine, Fig. 2 eine Seitenansicht der Schleifmaschine gemäß
Fig. 1, Fig. 3 eine Teil-Querschnittsansicht, die die Beziehung zwischen einem Schleifrad
und einem in der Schleifmaschine zu bearbeitendem Werkstück zeigt, und Fig. 4 eine
schemta-#sche Darstellung verschiedener Schleifschritte beim Schleifen mit der Schleifmaschine.
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Die folgende Darstellung soll lediglich zur Erläuterung der Erfindung
dienen, nicht jedoch als Beschränkung aufgefasst werden.
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Eine automatische Doppelkopf- Schleifmaschine (im folgenden kurz
Schleifmaschine genannt) besitzt einen ortsfesten Trägergrundrahmen 1, auf dem ein
konventioneller Arbeitstisch 2 in Längsrichtung zum Grundrahmen bewegbar aufgelagert
istund einen Hauptwellenträgerblock 3 und einen Reitstock 4 , welche sich gegenüber
liegen und im Abstand auf einer geraden Linie auf der oberen Oberfläche des Arbeitstisches
angeordnet sind. Auf dem Hauptwellenträgerblock 4 ist eine Haupt-oder Antriebswelle
5 drehbar gelagert und der Reitstock 4 trägt eine Zentrierspodel diese Zentrierwelle
7 ist zwischen der vorgeschobenen Stellung, in der die Welle gegen den Mittelpunkt
eines zu bearbeitenden Werkstückes anschlägt, und der zurückgezogenen 1) oder -welle
7
Stellung, in der die Zentrier-Welle von dem Werkstück mittels
eines öldruckbetätigten Zylinders entfernt wird, hin und her bewegbar. Die Hauptwelle
5 wird von einem Motor 8 über ein Reduktionsgetriebe (nicht dargestellt) angetrieben
und die Hauptwelle 5 und die Zentrier-Welle 7 legen sich gegen Zusatzteile 10, 11
, die an den sich gegenüberliegenden Enden eines zu bearbeitenden Werkstückes W
befestigt sind, an, um das Werkstück W zwischen beiden festzulegen. Auf diese Weise
wird die Drehung der Hauptwelle 5 auf das Werkstück W übertragen.
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Auf dem Maschinen- oder Trägergrundrahmen 1 ist ein Schleifradträgerblock
12 angebracht, der sich in einer Richtung senkrecht zum Bewegungsweg des Arbeftstisches
2 auf dem Trägergrundrahmen 1 hin- und her-bewegt.
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Eine lineare Skala 13 ist auf einer Seite des Schleifradträgerblockes
12 angeordnet, welche auf dem Trägergrundrahmen 1 von dem Tisch 2 weg und auf den
Tisch 2 hin bewegbar ist, wenn ein auf dem stationären Trägergrundrahmen 1 angebrachter
Zuführmotor 14 sich in die eine oder die andere Richtung dreht. Die Vorschub- oder
Rückzugsbewegung des Schleifradträgerblockes 12 wird an dem digitalen Sichtanzeigeabschnitt
15 einer Steuertafel 9 angezeigt, welche mit der linearen Skala 13 betriebsmäßig
verbunden ist, wodurch der Bedienende die Stellung des Schleifradträgerblockes 12
durch Beobachtung einer in dem Sichtanzeigeabschnitt 15 dargestellten Anzeige feststellen
kann.
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Ein Grenzschalter 16 ist auf dem stationären Trägergrundrahmen 1
in einer solchen Stellung befestigt, daß dann, wenn der Block 12 auf eine - vorbestimmte
Stellung zurückfährt, ein auf der Seite des Blockes 12, auf der die lineare Skala
13 angebracht ist, befestigtes Betätigungselement 12' mit dem Grenzschalter 16 in
Eingriff gelangt, um den Schalter zu betätigen, wodurch der Block 12 seine Rückfahrbewegung
beendet.
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Ein mit einem Gewinde versehener Schleifradhebeblock 19 ist innerhalb
des Schleifradträgerblockes 12 bewegbar angeordnet, wobei er innerhalb des Blockes
12 sich vertikal verschieben kann, und haltert eine obere und eine untere Schleifradträgerwelle
17, 18 , welche beide in vertikaler Richtung in Abstand zueinander angeordnet sind.
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Eine mit einem Gewinde versehene Hebespindel 20 ist senkrecht innerhalb
des Blockes 12 angeordnet und auf dem Block 12 drehbar gehaltert, wobei sie mit
dem Hebeblock 19 über ein Gewinde in Eingriff steht, sodaß dann, wenn die mit dem
Gewinde versehene Spindel 20 in die eine oder die andere Richtung verdreht wird,
der Hebeblock 19 sich nach oben oder nach unten bewegt. Dazu ist die mit dem Gewinde
versehene Spindelmit einem auf dem Schleifradträgerblock 12 angebrachten Antriebsmotor
21 über Transmissionselemente, wie z. B.
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ein endloses Band bzw. einen endlosen Riemen (nicht weiter dargestellt)
betriebsmäßig bzw. zu deren Antrieb verbunden.
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Die Schleifradträgerwellen 17 und 18verlaufen hin zu dem Tisch 2
und tragen mit Diamanten besetzte, becherförmige Schleifräder 22, 23, mit unterschiedlichen
Korngrößen an den jeweiligen vorderen Enden und die Schleifräder 22 und 23 werden
bei einer vorbestimmten hohen Drehzahl mittels Motoren 24 bzw. 25 angetrieben, welche
Motoren auf dem Schleifradträgerblock 12 angebracht sind. Es sei angenommen, daß
das untere Schleifrad 22 das Schleifrad mit einer größeren Korngröße und das untere
Schleifrad 23 das Schleifrad mit feinerer Korngröße ausgebildet ist.
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Die oberen und unteren Schleifradträgerwellen 17 und 18, die in dem
mit dem Gewinde versehenen Hebeblock 19 angebracht sind bzw.
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damit in Verbindung stehen, können wahlweise und fein mittels eines
Feineinstellhandgriffes 26 eingestellt werden, welcher die Wellen 17 oder 18 hin
zu dem Tisch 2 bzw. davon weg über eine sehr begrenzte Entfernung bewegt, wenn das
Rad 22 oder 23 in seiner
Betriebsstellung ist. Die mit dem Gewinde
versehene Hebespindel l9besitzt weiterhin ein einstellbares, auf ihr befestigtes
Betätigungsglied 27 und das Betätigungsglied 27 gelangt wahlweise mit den Grenzschaltern
28 und 29 in Eingriff, die auf dem Schleifradträgerblock 12 angebracht sind, um
die vertikale Lage des mit dem Gewinde versehenen Hebeblocks 19 bezogen auf den
Block 12 zu steuern. Eine derartige Einstellung der vertikalen Lage der mit dem
Gewinde versehenen Hebelstange 19 wird so vorgenommen, daß entweder das eine oder
das andere der Schleifräder 22 in der Betriebsstellung ist, und daß die Achse des
Rades 22 oder 23 so liegt, bezogen auf die Mittelachse des Werkstückes E, daß der
tatsächliche Radius der Schleifendfläche des Rades mit dem äußeren Umfang des Werkstückes
in Eingriff gelangt bzw. diese berührt.
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Auf jedem der napf- oder becherförmigen Schleifräder 22 , 23 nahe
der Arbeitsstellung des Rades ist ein Paar Düsen 30, 30 vorgesehen, mit denen ein
Kühlmedium einer Kühlmedium-Versorgung durch die Düsen des Rades geleitet und der
Schleifstelle zugeführt wird, um ein Uberhitzen des zugehörigen Schleifrades während
des Schleifens zu verhindern. An dem stationären Trägergrundrahmen 1 sind Mikroschalter
31 und 32 angebracht und so ausgebildet bzw.
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angepasst, daß sie betätigt werden, wenn auf dem Arbeitstisch 2 angebrachte
Betätigungselemente 33 und 34 mit den Mikroschaltern 31 bzw. 32 in Eingriff gelangen,
wenn sich der Tisch 1 in die eine oder die andere Richtung bewegt, um dadurch die
Bewegungsrichtung des Tisches 2 umzukehren.
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Die oben erwähnte Steuertafel 9 besitzt einen digitalen Einstellabschnitt
35, einen Einstellabschnitt 36 für ein mittleres Schleifen, einen Einstellabschnitt
37 für Feinschleifen und den oben erwähnten digitalen Anzeigeabschnitt 15. Der Abschnitt
36 stellt den Vorschub
des Werkstückes mittels eines Zeitgebers
(nicht weiter dargestellt) ein (die Zuführungsschraube des Schleifradträgerblockes
wird von einem Motor über ein Reduktionsgetriebe eine vorbestimmte Zeitlang verdreht),
und der Abschnitt 37 zur Einstellung eines Feinschleif -wertes setzt einen digitalen
Wert fest bzw. stellt einen digitalen Wert ein, der die endgültige Abmessung plus
einer Konstanten eines Uber-Schleifwertes t( + Vorschub P2 ein, siehe Fig. 4.
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Mit der Bezugsziffer 38 ist ein Ölpumpenantriebsmotor für die Zentrierspindel
bezeichnet, die Bezugsziffer 39 bezeichnet einen Tischvorschubmotor, die Bezugsziffer
40 einen Handgriff für den Schleifradträgerblock 12 und die Bezugsziffer 41 einen
Fußschalter für den Öldruckzylinder 6.
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Bei der oben dargestellten erfindungsgemäßen Konstruktion und Anordnung
der einzelnen Teile der Schleifmaschine läuft der Arbeitsprozess auf folgende Weise
ab: Vor dem Schleifen der Schleifmaschine wird die Schleifradträgerwelle 17 durch
den Feineinstellhandgriff 26 durch den Gebrauch eines Wahlanzeigers eingestellt,
um den effektiven Radius R der Schleiffläche des Schleifrades 22 (die Entfernung
zwischen der Radachse und der Hälfte der Wandstärke C des Rades ) in eine Stellung
zu verschieben, so daß die Schleiffläche die äußere Umfangsfläche des Werkstückes
W mit einer Toleranz innerhalb 0 bis 0, 01 mm berührt, sodann wird der effektive
Radius R mit der äußereren Umfangsfläche des Werkstückes im rechten Winkel dazu
in Berührung gebracht, wobei der Versatz der Achse b des Schleifrades von der Mittelachse
a des Werkstückes W den Abstand ausmacht, der dem effektiven Radius R entspricht,
wie in der Fig. 3 dargestellt. Nach der Einstellung wird das Schleifrad 22 , welches
nunmehr in Arbeitsstellung ist, vorgeschoben, während es zunächst manuell in Drehung
versetzt
wird, bis das Rad gegen die Zentrierspindel7 anschlägt,
worauf hin der bekannte Durchmesser der Spindel7 in Ziffern an dem Anzeigeabschnitt
15 angezeigt wird. Nach demd iinschleifvorgang auf dem Werkstück W stattgefunden
hat, wird der endgültige Durchmesser des Werkstückes W durch Verwendung eines Mikrometers
gemessen, und wenn festgestellt wird, daß der endgültige Durchmesser von einem vorbestimmten
Wert abweicht, korrigiert der Abschnitt 35 die Digitalanzeige hin zu dem korrekten
Wert. Wenn der Schleifvorgang ungenügend war, wird der manuelle Schleifhandgriff
40 betätigt, um den Schleifradträgerblock 12 in eine Stellung zu bewegen, in der
das Schleifrad das Werkstück W auf den vorbestimmten endgültigen Durchmesser abschleift
bzw. abschneidet. Darüber hinaus wird dann, wenn das Schleifrad in seiner Anfangsstellung
(die Startstellung für den ersten Schleifvorgang) sich befindet, sogar dann, wenn
die Digitalanzeige, die die Stellung darstellt, in dem Abschnitt 35 eingestellt
und die Energiequelle zum Antrieb der Maschine abgeschaltet ist, die Startstellung
des Schleifrades zum Rückschleifvorgang sofort bestimmbar.
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Wenn die Digitalanzeige der Startstellung des Schleifrades für den
Rückschleifvorgang auf diese Weise eingestellt ist, wird das Schleifrad linear in
eine Stellung vorbewegt, in der das Schleifrad gerade so steht, daß es einen Abschnitt
des grob vorgeschliffenen Grundabschnittes des Werkstückes anschleift, während der
Schalterdruckknopf nach unten gedrückt wird, und der Grobschleifvorschub P1 wird
eine bestimmte Zeitlang, beispielsweise 5 Sekunden, eingestellt, damit der Schleifvorgang
abläuft, wie in der Fig. 4 gezeigt, und der Tisch 2 bewegt sich in die eine oder
die andere Richtung.
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Wenn der Tisch 2 sich in die eine oder die andere Richtung bewegt,
dann betätigt das Schalterbetätigungsglied 33 oder 34 den
Mikroschalter
31 oder 32, wodurch der Schleifvorgang in hintereinanderfolgenden Stufen oder Schritten
automatisch durchgeführt wird.
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Wenn der Schleifvorgang den vorgestimmten mittleren Schleifwert bei
Punkt B erreicht, wenn also der Vorschub beispielsweise durch den Zeitgeber für
automatisches Schleifen eingestellt ist und der Tisch 2 in die eine oder die andere
Richtung bewegt wird, dann betätigt entweder ein Schalterbetätigungselement den
entsprechenden bzw. zugehörigen Mikroschalter in der gleichen Weise, wie oben in
Verbindung mit dem Grobschleifen dargestellt, oder den anderen, und erreicht den
Punkt C, wo das mittlere Schleifen beendet wird und der Feinschleifvorgang beginnt.
Der Motor 21 arbeitet entsprecheiid einem Signal von der Steuertafel T9, den Schleifradträgerblock
19 abzusenken, und das Schleifrad 22, welches den Grobschliff und die mittleren
Schleifstufen durchgeführt hat, wird von dem Schleifrad 23 ersetzt, welches die
Feinschliffstufe ausführen soll, und der Feinschliff wird dann automatisch bei dem
halbbearbeiteten Werkstück W durchgeführt, bis das Werkstück W auf den Durchmesser
beschliffen ist, der bei Punkt D dargestellt ist.
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Wenn nach dem Feinschleifen der Tisch in eine Richtung verfahren wird
und eines der Schalterbetätigungselemente am Tisch den zugehörigen Mikroschalter
betätigt, endet der Feinschliffvorgang.
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Wie oben dargestellt, ist der Schleifradträgerhebeblock 19 mit in
vertikaler Richtung in Abstand zueinander angeordneten Schleifradwellen 17 und 18
mit dem Motor 21 betriebsmäßig verbunden und beweglich innerhalb des Tisches 2 angebracht,
wobei der Tisch 2 die lineare Skala 13 aufweist, die damit betriebsmäßig verbunden
ist und die Steuertafel 9, die einen digitalen Begrenzer zur Auswahl von Minimum-
und Maximum-Schleifwerten besitzt, kann den Vorschub oder die Vorschübe für drei
Schleifstufen einstellen und
und daher wird die Schleifgenauigkeit
vergrößert, ein automatischer Schleifvorgang kann leicht durchgeführt werden, um
dadurch Arbeitsaufwand zu verringern und die Schleifwirkung ist hoch.
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In der obigen Beschreibung ist lediglich eine Ausführung der Erfindung
dargestellt. Es ist selbstverständlich, daß diese Beschreibung nicht als Beschränkung
der Erfindung angesehen werden soll.