DE3236440C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schleifen eines Ge­ windebohrers gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Das Schleifen von Gewindebohrern erfolgte bis jetzt in mehre­ ren getrennten Arbeitsgängen auf verschiedenen Werkzeugmaschi­ nen. Für das Schleifen des Gewindes werden Gewindeschleifma­ schinen eingesetzt, bei welchen das rotierende Werkstück in Achsrichtung an der mit Rillen versehenen, radial zustellba­ ren Schleifscheibe vorbeigeführt wird.

Bei neueren Gewinde­ schleifmaschinen (wie z. B. in der DE-PS 24 42 384 oder der DE-OS 29 52 610 beschrieben) wird in der gleichen Aufspannung auch der Außendurchmesser des Gewindes überschliffen und der Hinterschliff erzeugt. Ältere Gewindeschleifmaschinen sind dazu nicht in der Lage, so daß insbesondere der Hinterschliff nachträglich auf Spezialmaschinen hergestellt werden muß.

Nach der Fertigbearbeitung des Gewindes wird das Werkstück ausgespannt und auf einer anderen Schleifmaschine wieder ein­ gespannt, damit der Anschnitt geschliffen und eventuell hin­ terschliffen werden kann. Der Hinterschliff des Anschnittes ist unterschiedlich zu demjenigen des Gewindes.

Das mehrmalige Ein- und Ausspannen des Werkstückes erhöht dessen Fertigungskosten, was natürlich sehr nachteilig ist.

Die Erfindung stellt sich nun zur Aufgabe, ein Schleifver­ fahren für einen Gewindebohrer zu schaffen, bei welchem das mehrmalige Ein- und Ausspannen entfällt, was zur Reduktion der Nebenzeiten und einer entsprechenden Senkung der Ferti­ gungskosten führen soll. Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfin­ dungsgemäß durch das Verfahren, welches die in der Kenn­ zeichnung des Patentanspruchs 1 definierten Merkmale auf­ weist. Die erfindungsgemäße Schleifscheibe und die erfindungs­ gemäße Schleifmaschine zur Durchführung des Verfahrens sind in den Ansprüchen 4 bis 8 definiert. Die Unteransprüche be­ treffen zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindungsgegenstände.

Aus der DE-PS 30 22 292 ist es an sich bekannt, Sägezähne mit einer zweiteiligen, konischen Schleifschnecke zu schlei­ fen, wobei der erste Abschnitt der Schleifschnecke aus dem Vollen die Zahnlücken herausschleift und der zweite Ab­ schnitt im gleichen Durchgang anschließend die Spitzen der Sägezähne schleift.

Nachfolgend werden anhand der Zeichnungen Ausführungsbei­ spiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Ansicht auf einen spiralgenuteten Gewindebohrer,

Fig. 2 einen Querschnitt durch den Gewindebohrer gemäß Fig. 1, und

Fig. 3 eine Schleifscheibe zum Schleifen des Gewinde­ bohrers gemäß Fig. 1.

Der Gewindebohrer 1 besteht aus einem Schaft 2, einem Gewindeführungs­ teil 3 und einem Anschnitteil 4. Er weist vier Spiralnuten 11 auf, und die einzelnen mit den Schneidzähnen versehenen Gewindepartien sind um die Größe h hinterschliffen.

Zum Schleifen des Gewindebohrers 1 dient die in der Fig. 3 dargestellte Schleifscheibe 5, die mehrere Teilstücke um­ faßt. Die beiden gerillten Teilstücke mit den Vorschleif­ zähnen 6 und den Fertigschleifzähnen 7 werden für die Er­ zeugung des Gewindes verwendet, währenddem die kegelige Par­ tie 8 mit dem Kegelwinkel α zum Schleifen des Bohreran­ schnittes 4 dient. Schließlich ist noch eine zylindrische Partie 9 vorhanden, mit welcher die Oberfläche des Bohrers im Anschluß an die Gewindebearbeitung zylindrisch über­ schliffen wird.

Der auf dem Werkstückschlitten einer Gewindeschleifmaschine in bekannter Weise aufgespannte Gewindebohrer 1 wird in Längsrichtung z an der radial zustellbaren Schleifscheibe 5 vorbeigeführt, wobei seine Rotation c so auf den Axial­ vorschub abgestimmt ist, daß das gewünschte Gewinde ent­ steht. Normalerweise wird die Bearbeitung mehrere Schleif­ hübe erfordern, bei entsprechender Scheibengeometrie könnte aber auch ein einziger Schleifhub genügen.

Sobald die Schleifscheibe 5 auf den Sollwert eingefahren ist und das volle Gewindeprofil entstanden ist, kommt die zy­ lindrische Partie 9 mit der Oberfläche des Bohrers in Berüh­ rung, so daß das Gewinde nun überschliffen werden kann. Wie aus der Fig. 3 ersichtlich ist, ist die kegelige Schleif­ scheibenpartie 8 so weit radial zurückversetzt, daß sie wäh­ rend des Gewindeschleifens und der Überschleifens mit dem Gewindebohrer nicht in Anlage kommt.

Nach dem Gewindeschleifen und dem Überschleifen wird der Gewindebohrer 1 so weit axial zurückgefahren, daß der zu schleifende Abschnitt 4 gegenüber der kegeligen Scheiben­ partie liegt. Die axiale Bewegung des Bohrers wird nun aus­ gekoppelt und die Schleifscheibe im Einstechvorschub in Ra­ dialrichtung r gegen den rotierenden Bohrer 1 zugestellt, um den Anschnitt 4 zu bearbeiten. Falls beim Schleifen gleich­ zeitig auch ein Hinterschliff erzeugt wird, muß vor Inan­ griffnahme des Abschnittschleifens neben der Entkopplung der steigungserzeugenden Längsbewegung von der reinen Dreh­ bewegung auch die relative Winkellage des Bohrers und der Hinterschleifkurvenscheibe entsprechend dem Schraubenlinienverlauf der Spanfläche nachgeführt bzw. zu­ rückgeführt werden. Dies ist allerdings nur notwendig bei einem spiralgenuteten Gewindebohrer. Da der Hinterschliff für das Gewinde und den Anschnitt eine unterschliedliche Größe aufweist, muß auch hier zwischen den beiden Bearbeitungs­ gängen eine entsprechende Einstellung vorgenommen werden.

Nach dem Anschnittschleifen wird das Werkstück gewechselt, der Längsvorschub wieder eingekoppelt und die Hinterschliff­ größe und Hinterschlifflage für das Gewindeschleifen ein­ gestellt.

Für das Schleifen des Gewindebohrers kommen verschiedene Schleifscheiben in Frage. Jede Schleifscheibe muß zumindest aus zwei Abschnitten bestehen, nämlich einem Abschnitt für das Gewindeschleifen und einem Abschnitt für das Anschnitt­ schleifen.

Der Abschnitt für das Gewindeschleifen kann eine oder mehre­ re Zahnrillen aufweisen, um die Flanken und den Grund des Gewindeprofils zu schleifen. Es wäre auch möglich, die Rillen mit dem genauen Gegenprofil des Gewindes auszubilden, so daß auch der Außendurchmesser mitgeschliffen bzw. mithinterschlif­ fen werden könnte. Bei einer einzigen Rille könnte diese mit einem oder mit zwei seitlichen Ansätzen versehen sein für das Schleifen des Außendurchmessers. Es wäre auch möglich, bei den Fertigprofilschleifrillen jede zweite Rille auszu­ setzen.

Zweckmäßigerweise weist die Gewindeschleifpartie außer den Fertigschleifzähnen mindestens einen Vorschleifzahn auf. Solche Vorschleifzähne sind gegenüber den Fertigschleif­ zähnen in zunehmendem Maße zurückversetzt, um die beim An­ schliff wirksamen Kräfte gleichmäßig auf die Zähne zu ver­ teilen.

Auch die Schleifscheibenzusammensetzung kann unterschiedlich sein, z. B. in bezug auf Härte und Körnung, da die Schleif­ eigenschaften für das Anschnittschleifen unterschiedlich sind zu denjenigen für das Gewindeschleifen. So kann für jede Bearbeitungsoperation die optimal passende Schleif­ scheibenstruktur gewählt werden. Für den Aufbau der Schleif­ scheibe kommen z. B. folgende Möglichkeiten in Frage:

• - Der Abschnitt für das Gewindeschleifen und der Abschnitt für das Anschnitthinterschleifen bestehen aus einem ein­ zigen monolithischen Schleifkörper. Auch der Abschnitt für das Außendurchmesserschleifen kann Teil dieses mono­ lithischen Schleifkörpers sein. Jede der beiden Schleifpar­ tien des monolithischen Schleifkörpers können verschiedene Charakteristiken aufweisen.
• - Die Abschnite für das Gewindeschleifen und das Hinter­ schleifen des Anschnittes sind aus zwei einzelnen Schleif­ körpern zusammengesetzt. Diese können z. B. auf einer ge­ meinsamen Spindel montiert sein und unter Umständen durch einen Bund voneinander getrennt sein.
• - Jeder Teilschleifscheibenkörper wird die für die jeweilige Arbeitsoperation optimale Schleifcharakteristik aufweisen.
• - Zur Erzeugung des Schleifscheibenprofils können verschie­ dene bekannte Verfahren eingesetzt werden. So können ein oder mehrere der Abschnitte mit einer stählernen Preß­ rolle oder einer Diamantrolle profiliert bzw. abgerichtet werden, die das exakte Gegenprofil zum Schleifwerkzeug aufweisen. Das Abrichten bzw. Profilieren der Schleif­ scheibenabschnitte könnte auch mit einem bahngesteuerten Abrichtwerkzeug in Form eines Einzelkorndiamanten, eines Vielkorndiamantabrichters oder einer diamantbesetzten schmalen Scheibe durchgeführt werden.

Der Anschnittwinkel α ist bei den verschiedenen Gewinde­ bohrertypen nicht gleich. Falls zur Scheibenprofilierung teure Diamantrollen benützt werden, ist es zweckmäßig, diese als Satzrollen auszuführen. Dabei werden die Rollen zusammen­ gesetzt aus dem Rollenteil für das Gewindeprofil und dem Rollenteil für den Anschnitt. Somit sind nur für jede Stei­ gung eine Gewinderolle und für jeden Anschnittwinkel α eine Anschnittrolle nötig. Die Rollen werden je nach Bedarf mit­ einander kombiniert.

An die Werkzeugmaschine zur Fertigung des Gewindebohrers nach dem vorbeschriebenen Verfahren werden folgende Anforde­ rungen gestellt:

• - Die Größe des Hinterschliffes muß verstellbar sein, da das Gewinde und der Anschnitt einen unterschiedlichen Hinterschliff aufweisen.
• - Der Axialvorschub zur Steigungserzeugung und die Rotation des Werkstückes müssen entkoppelbar sein.
• - Die Lage des Hinterschliffes zwischen dem Gewinde- und dem Anschnittschleifen muß nachgeführt bzw. zurückge­ führt werden können. Diese Bedingung wird nur verlangt bei der Bearbeitung von spiralgenuteten Gewindebohrern.

In Frage kommt eine mit einer Hinterschleifvorrichtung ver­ sehene Maschine, wie sie z. B. in der DE-OS 29 52 610 be­ schrieben ist. Bei dieser Maschine wird das Werkstück auf einem Hinterschleifkörper eines längsverschiebbaren Werkstück­ schlittens aufgespannt. Der Hinterschleifkörper weist eine Abtastrolle auf, die gegen eine im Schlitten gelagerte Kurven­ walze anliegt. Die Oberfläche der Kurvenwalze ist so geformt, daß bei einer axialen Verschiebung derselben unterschiedli­ che Oszillationshübe des Hinterschleifkörpers erzeugt werden. Die Kurvenwalze läßt sich auch während des Schleifvorganges kontinuierlich nach Bedarf axial verstellen, so daß der Hin­ terschliff geändert werden kann. Auf diese Weise ist es mög­ lich, das Gewinde des Gewindebohrers mit einem anderen Hinter­ schliff zu versehen als der Anschnitt.

An der Grundausstattung dieser Maschine müssen nun folgende Modifikationen vorgenommen werden: Es wird eine Vorrichtung zur Entkopplung der steigungserzeugenden Länsbewegung von der reinen Drehbewegung des Gewindebohrers angebaut. Ferner wird eine Einrichtung vorgesehen, um die Winkellage des Ge­ windebohrers nach- bzw. zurückzuführen zwischen den Bearbei­ tungsoperationen.

Zweckmäßigerweise wird der ganze Arbeitsprozeß mechanisch oder elektronisch vollautomatisch gesteuert, wobei auch die Zu- oder Wegführung der Werkstücke sich vollautomatisch ab­ wickelt.

Das vorbeschriebene Verfahren weist verschiedene Vorteile auf. Da das mehrmalige Ein- und Ausspannen des Werkstückes entfällt, werden die Fertigungszeit und die Fertigungskosten reduziert. Die Gewindeschleifmaschine kann sehr wirtschaft­ lich eingesetzt werden, da sie gleichzeitig für verschiedene Operationen verwendet werden kann.

Claims (8)

1. Verfahren zum Schleifen eines Gewindebohrers mit einem Gewinde, das sich über einen Führungsteil und einen An­ schnitteil erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß das Schleifen des Gewindes und des Außenmantels des Anschnitteils in zwei aufeinanderfolgenden Bearbeitungsgängen mit einer Schleif­ scheibe in der gleichen Aufspannung des Gewindebohrers und der Schleifscheibe auf ein und derselben Schleifmaschine durch­ geführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schleifen des Gewindes mit axialem Vorschub erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schleifen des Außenmantels des Anschnitteils im Einstechvorschub erfolgt.

4. Schleifscheibe zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1, wobei die Schleifscheibe mindestens zwei verschiedene Bearbeitungsabschnitte (6, 7, 8, 9) aufweist, wovon mindestens einer (6, 7) für das Gewindeschleifen ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Bearbeitungs­ abschnitt (8) für das Schleifen des Außenmantels des Anschnitt­ teils ausgebildet ist.

5. Schleifscheibe nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichet, daß sie monolithisch aus einem Stück besteht oder daß sie aus verschiedenen Scheibenkörpern zusammengesetzt ist.

6. Schleifscheibe nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Abschnitte unterschiedliche Schleifcharakteristiken aufweisen.

7. Schleifscheibe nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Bearbeitungsabschnitt (8) konisch ausgebildet ist.

8. Schleifmaschine zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer antreibbaren Werkstückspindel und einer antreibbaren Schleifspindel, wobei die Werkstückspindel längs ihrer Achse relativ zur Schleifspindel verschiebbar ist und diese Längsbewegung mit dem Drehwinkel der Werkstückspindel gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Maschine zum Schleifen des Außenmantels des Anschnitteils eine Vorrichtung zum Entkoppeln der steigungserzeugenden Längsbewegung von der Drehbewegung der Werkstückspindel enthält.