DE3121724A1

DE3121724A1 - Schleifvorrichtung

Info

Publication number: DE3121724A1
Application number: DE19813121724
Authority: DE
Inventors: Itsumi Yokohama Kanagawa Matsuda; Mamoru Yamada
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1980-06-02
Filing date: 1981-06-01
Publication date: 1982-01-28
Also published as: FR2483295A1; FR2483295B1

Description

Schleifvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schleifen und zum Bearbeiten einer mit Vertiefungen versehenen Oberfläche bzw. einer dreidimensionalen Oberfläche eines Werkstückes, wie z.B. ein Läufer einer Wasserturbine oder eine Regelfläche eines Diffusors.

Im allgemeinen hat man Werkstücke mit einer mit Vertiefungen versehenen Oberfläche abschließend unter Verwendung eines Handschleifers geschliffen, wobei besondere Meßarbeiten durchgeführt worden sind, oder man hat eine Selbstinduktions-Profilschleifmaschine verwendet.

Bei solchen üblichen Schleifoperationen ist es aber schwierig, ein Werkstück mit komplizierter Oberfläche so zu schleifen, daß das Werkstück anschließend genaue Abmessungen aufweist.

Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines verbesserten

eines

Schleifgerätes, das eine komplizierte Oberfläche/Werkstückes genau schleifen kann.

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Ferner soll durch die Erfindung eine Schleifvorrichtung mit einer Hauptspindel und einer Hilfsspindel geschaffen werden, wobei die Hilfsspindel in Bezug auf die Hauptspindel geneigt ist und sich sowohl dreht als auch entsprechend der Rotation der Hauptspindel läuft.

Gemäß der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Schleifen einer Werkstückoberfläche vorgesehen, die für eine Mehrachsen-Werkzeugmaschine mit num»erischer Steuerung vorgesehen ist. Die Erfindung ist gekennzeichnet durch einen Maschinenrahmen, durch eine am Rahmen drehbar gelagerte Hauptspindel, durch eine mit der Hauptspindel in Wirkungsverbindung stehende, in Bezug auf die Achse der Hauptspindel unter einem vorbestimmten Winkel geneigte Hilfsspindel, durch einen Arm zur übertragung der Rotation der Hauptspindel auf die Hilfsspindel, durch eine Vorrichtung zum Drehen der Hilfsspindel und durch ein am unteren Ende der Hilfsspindel angeordnetes Schleifelement, wobei durch Drehung der Hauptspindel das Schleifelement zum Schleifen des Werkstückes sowohl gedreht wird als auch um die Achse der Hauptspindel umläuft.

Die Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnung an Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 schematisch eine perspektivische Ansicht einer Schleifvorrichtung nach der Erfindung im Be-

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trieb, wobei einzelne Teile weggebrochen sind, Fig. 2 einen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel der Schleifvorrichtung nach Fig. 1, Fig. 3 einen Längsschnitt durch ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung und

Fig. 4 eine schematische Darstellung der Schleifvorrichtung nach den Fig. 2 und 3 während des Betriebes , welche die Drehung und den Umlauf der Hilfsspindel darstellt. -

In den Figuren 1 und 2 bezeichnet das Bezugszeichen 1 einen Rahmen einer Mehrachsen-NC-Werkzeugmaschine (nummerisch gesteuerte Werkzeugmaschine), wie eine Schleifmaschine. An den unteren Teil 1a des Rahmens 1 ist ein Gehäuse 2 angebracht, das an seinem oberen Teil mit einem scheibenförmigen Rad 3 versehen ist, das einen abgeschrägten Umfang aufweist und das beispielsweise ein Reibrad ist.

Eine Hauptspindel 5 ist drehbar in einem Lager 4 gelagert, das am Rahmen 1 angebracht ist. Ein mit Ausgleichsgewichten 6 versehener Arm 7 ist mit Hilfe eines Keiles 8 und einer Befestigungsvorrichtung 9 lösbar an der Hauptspindel 5 befestigt. Eine Hilfsspindel 10 ist am Arm 7 so gelagert, daß sie in geneigtem Zustand drehbar ist, so daß die Achse 11 der Hauptspindel 5 die Achse der Hilfsspindel unter einem vorbestimmten Winkel schneidet. Somit wird die Hilfsspindel 10 veranlaßt umzulaufen, wenn der Arm 7 gedreht wird. Die Hilfsspindel 10 enthält eine Keilwelle 12 und

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eine Keilhülse 13, die in Bezug auf die Keilwelle 12 verschiebbar ist.

Eine Schraubenfeder 14 ist zwischen den Arm 7 und einen Flansch 13a eingesetzt, der an der Keilhülse 13 über ein Drucklager 15 angeordnet ist.

Ein kleines Antriebsrad 16 ist am oberen Ende 12a der Keilwelle 12 befestigt. Das Antriebsrad 16 steht in Reibverbindung mit der Schrägfläche des Reibrades 3, so daß beim umlauf der Hilfsspindel 10 durch die Drehung des Armes 7 das Antriebsrad 16 um die schräge Außenfläche des Reibrades 3 durch die Reibung zwischen ihnen gedreht wird, so daß die Hilfsspindel 10 durch die Drehung des Antriebsrades 16 gedreht wird. Aufgrund der Drehung der Hilfsspindel 10 wird die Keilhülse 13 zusammen mit der Keilwelle 12 gedreht, wobei aber die erstere auf der letzteren axial verschiebbar ist.

Ein Schleifelement, wie ein Schleifrad 18, ist durch eine Befestigungsmutter 19 lösbar am unteren Ende 13b der Keilhülse 13 befestigt, um die Oberfläche 20a eines Werkstückes 20 zu schleifen.

Entsprechend der Drehung der Hauptspindel 5 dreht sich auch der Arm 7, wobei der Schleifapparat durch Justierung der Ausgleichsgewichte 6 in einem ausgeglichenen Zustand gehalten wird. Gleichzeitig wird die Hilfsspindel 10 veranlaßt, um die Achse der Hauptspindel 5 oberhalb der Ober-

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Iläche 20a des Werkstückes 20 umzulaufen, und es wird dann die Hilfsspindel zusammen mit dem Antriebsrad 16 gedreht, das mit dem feststehenden Rad 3 in Reibungsberührung steht. Auf diese Weise schleift das am unteren Ende 13b der Hilfsspindel 10 befestigte Schleifelement 18 die Oberfläche des Werkstückes 20, während es sich dreht und während es darauf umläuft, wie es schematisch in Fig. 4 gezeigt ist.

Da die Keilhülse 13 so ausgebildet ist, daß sie auf der Keilwelle 12 axial verschiebbar ist, kann das Schleifelement 18 zusammen mit der Keilhülse 13 axial bewegt werden, wenn auf das Schleifelement 18 ein= unerwünschte Kraft ausgeübt wird. Das Schleifelement kehrt dann durch die Kraft der Schraubenfeder 14 in seine Ausgangslage zurück, wodurch eine nachteilige Wirkung auf die Kontaktbedingung der Räder 3 und 16 vermieden wird.

Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel können die Reibräder 3 und 16 durch Kegelräder ersetzt werden. Ferner kann das Rad 3 am Gehäuse 2 befestigt werden, so daß das Antriebsrad 16 die Innenfläche des Rades 3¹ berührt, wie es mit gestrichelten Linien in Fig. 2 gezeigt ist.

Ein anderes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel ist in Fig. 3 gezeigt, bei welchem gleiche Bezugszeichen für diejenigen Elemente verwendet sind, die denjenigen in der in Fig. 2 gezeigten Vorrichtung entsprechen. Hier ist eine Welle 21 am Arm 7 drehbar gelagert, und zwar an dessen

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oberem.Teil, wobei die Welle 21 parallel zur Achse der Hauptspindel 5 verläuft. Ein Stirnrad oder Reibrad 22 ist an der Welle 21 so befestigt, daß das Stirnrad 22 zusammen mit der Welle 21 um die Achse 11 der Hauptspindel 5 umlaufen kann, wenn die Spindel 5 gedreht wird. Das Stirnrad 23 greift in ein Innenrad 23 ein, das am Gehäuse 2 befestigt ist. Die Welle 21 ist mit der Hilfsspindel 10 über ein Kardangelenk 24 verbunden. Wenn sich also die Hauptspindel 5 einer Mehrachsen-NC-Werkzeugmaschine dreht, läuft das Stirnrad 22 nicht nur um die Achse 11 der Spindel 5 um, sondern es dreht sich auch in Eingriff mit dem Innenrad 23. Somit dreht sich die Hilfsspindel 10, und sie läuft in geneigtem Zustand um, so daß das Schleifelement 18 die Oberfläche 20a des Werkstückes 20 aussetzend schleifen kann. Durch Verbindung der Hilfsspindel 10 mit der Welle 21 über das Kardangelenk 24, wobei die Welle 21 parallel zur Hauptspindel 5 verläuft, kann anstelle eines Antriebsrades 16 oder eines Reibrades 3 mit einer umfänglichen Schrägfläche oder anstelle eines Kegelrades, wie es in Fig. 2 gezeigt ist, ein Stirnrad verwendet werden. Das Stirnrad kann mit geringeren Kosten als ein Kegelrad oder ein mit einer umfänglichen Schrägfläche versehenes Rad hergestellt werden.

Es ist für den Fachmann selbstverständlich, daß sich die vorhergehende Beschreibung nur auf bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung bezieht und daß verschiedene Abwandlungen und Abänderungen vorgenommen werden können,

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ohne daß der Erfindungsgedanke, wie es in den Ansprüchen dargelegt ist, verlassen wird.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

f 1./ Vorrichtung zum Schleifen einer Werkstückoberfläche für eine Mehrachsen-Werkzeugmaschine mit nummeriseher Steuerung, gekennzeichnet durch einen Maschinenrahmen (1), durch eine am Rahmen (1) drehbar gelagerte Hauptspindel (5), durch eine mit der Hauptspindel (5) in Wirkungsverbindung stehende, in Bezug auf die Achse der Hauptspindel unter einem vorbestimmten Winkel geneigte Hilfsspindel (10), durch eine die Drehung der Hauptspindel (5) auf die Hilfsspindel (10) übertragende Vorrichtung (7), durch eine Vorrichtung (13, 16; 22, 23) zum Drehen der Hilfsspindel (10) und durch ein am unteren Ende der Hilfsspindel (10) befestigtes Schleifelement (18), wobei . durch Drehung der Hauptspindel (5) das Schleifelement (18) zum Schleifen des Werkstücks sowohl gedreht wird als auch um die Achse der Hauptspindel (5) umläuft.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Drehung übertragende Vorrichtung einen an der Hauptspindel (5) befestigten und mit dieser umlaufenden Arm (7) enthält und daß die Hilfsspindel (10) in dem Arm

(7) gelagert ist , so daß sie entsprechend der Drehung der Hauptspindel (5) um deren Achse umläuft.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Hilfsspindel (10) antreibende Vorrichtung

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ein am Arm (7) befestigtes Reibelement (3) und ein am oberen Ende der Hilfsspindel (10) befestigtes Antriebselement (16) enthält, dessen Außenfläche mit einer äußeren Schrägfläche des Reibelements (3) in Reibungsverbindung steht.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Reibelement und das Antriebselement Räder sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Reibelement und das Antriebselement Kegelräder sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Reibelement ein Innenkegelrad (3¹) ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die die Hilfsspindel (10) antreibende Vorrichtung

(7)

eine an der Drehungsübertragungsvorrichtung/drehbar befestigte Welle (21) mit parallel zur Hauptspindel (5) verlaufender Achse ist, daß ein die Welle (21) und die Hilfsspindel (10) verbindendes Kardangelenk (24) vorgesehen ist, daß ein an der Welle (21) befestigtes Stirnrad (22) vorgesehen ist und daß ein am Rahmen (1) befestigtes Innenstirnrad (23) vorgesehen ist, das mit dem an der Welle (21) befestigten Stirnrad (22) in Eingriff steht.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Stirnrad und das Innenstirnrad Treibräder sind.

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9. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsspindel (10) aus einer Keilwelle (12) und einer auf dieser verschiebbar angeordneten Keilhülse (13) besteht und daß zwischen dem Arm (7) und einem an der Keilhülse (13) angeordneten Flansch (15) eine Schraubenfeder (14) angeordnet ist.

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