DE3309424C2 - Verfahren zum Schleifen eines konischen Nockens sowie Maschine zum Durchführen des Verfahrens - Google Patents

Abstract

Das Verfahren zur Nockenerzeugung umfaßt folgende Schritte: Die ebene Arbeitsfläche (5) einer Schleifscheibe (4) mit zur genannten Arbeitsfläche (5) senkrechter Rotationsachse (Y-Y) wird mit der zu schaffenden Steuerfläche (2) des Nockens (1) in Kontakt gebracht, der Nocken (1) wird um seine Längsachse (X-Y) gedreht, wobei diese Längsachse (X-X) selbst um eine Schwenkachse (Z-Z) oszillierend verschwenkt wird, die Schleifscheibe (4) wird parallel zu ihrer Rotationsachse (X-X) verschoben, Steuermittel verknüpfen die genannten Bewegungen in vorbestimmter Relation miteinander derart, daß die ebene Arbeitsfläche (5) der Schleifscheibe (4) in ständigem Kontakt mit der zu bearbeitenden Steuerfläche (2) des Nockens (1) steht. Die Maschine zur Ausführung des Verfahrens besitzt einen Werkstückträgerschlitten (27), auf welchem der zu erzeugende Nocken (1) um seine eigene Längsachse (X-X) drehbar montiert ist, sowie eine Werkzeugträgerspindel (24), auf der eine ebene Schleifscheibe (4) drehbar montiert ist. Der Werkstückträgerschlitten (27) ist um eine Schwenkachse (Z-Z) schwenkbar montiert, während die die Schleifscheibe (4) tragende Spindel (24) auf einem Schlitten verschiebbar ist. Steuermittel stellen eine vorbestimmte Relation zwischen der Drehung des Nockens (1) um seine eigene Längsachse (X-X), der Schwenkbewegung des Werkstückhalterschlittens (27) um die genannte Schwenkachse (Z-Z) und die Verschiebungsbewegung des die Spindel (24) tragenden Schlittens her, derart, daß die ebene

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schleifen eines konischen Nockens, wobei der Nocken um seine Längsachse rotiert und eine rotierend angetriebene Schleifscheibe eine gegen den Nocken gerichtete Zustellbewegung ausführt. Gegenstand der Erfindung ist ferner eine numerisch gesteuerte Maschine zum Durchführen des Verfahrens.

Durch die Literaturstelle »VDl-Nachrichten« Nr. 39 vom 28. September 1979, Seite 22, ist ein Verfahren der vorstehend beschriebenen Art bekannt.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, welches eine größere Freiheit bei der Formgestaltung bietet.

Diese Aufgabe ist — ausgehend von dem eingangs beschriebenen Verfahren — dadurch gelöst, daß der Nocken eine oszillierende Schwenkbewegung um eine seitlich von ihm sowohl senkrecht zu seiner Längsachse als auch senkrecht zur Richtung der Zustellbewegung der Schleifscheibe verlaufende Achse ausführt, die sich dev Zustellbewegung der Schleifscheibe überlagert.

Das Verfahren gemäß der Erfindung ermöglicht die Herstellung von Nockensteuerflächen, die aus geraden Erzeugenden bestehen, welche jeweils in einer die Längsachse des Nockens enthaltenden Ebene liegen. Dabei ist der Winkel, den diese Erzeugenden mit der Nockenachse bilden, wegen der Möglichkeit, dem Nocken während des Schleifvorgangs die genannte oszillierende Schwenkbewegung zu erteilen, kontinuierlich veränderbar.

Aufgabe der Erfindung ist ferner die Schaffung einer numerisch gesteuerten Maschine zum Durchführen des genannten Verfahrens.

Durch die erwähnte Literaturstelle ist eine numerisch gesteuerte Maschine mit einem Maschinenbett einem darauf horizontal geradlinig verschiebbar geführten und ihm gegenüber um eine vertikale Achse schwenkbaren Werkstückschlitten, der eine parallel zu seiner Führung angeordnete, drehangetriebene Werkstückaufnahmespindel trägt und einem auf dem Bett im wesentlichen quer zur Werkstückaufnahmespindel horizontal verschiebbar geführten Schleifspindelstock mit einer eine

ι ο Schleifscheibe tragenden Schleifspindel bekannt

Hiervon ausgehend ist die Maschine zum Durchführen des Verfahrens gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet daß die Schleifspindel parallel zur Führung des Schleifspindelstocks angeordnet und die Schleifscheibe als Seitenschleifscheibe ausgebildet und daß zum oszillierenden Schwenken des Werkstückschlittens um die vertikale Achse ein in die numerische Steuerung mit einbezogener Motor vorgesehen ist
Durch die US-PS 10 00 516 ist zwar bereits eine Nockenschleifmaschine bekannt bei der die Schleifspindel eine als Seitenschleifscheibe ausgebildete Schleifscheibe trägt und ebenfalls senkrecht zur Werkstückachse angeordnet ist sowie eine gegen den Nocken gerichtete Zustellbewegung ausführt; darüber hinaus hat diese Maschine mit der erfindungsgemäßen jedoch keine weiteren Merkmale gemeinsam.

Im folgenden sei die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert.

F i g. 1 zeigt in schematischer Form und als Explo-

jo sionsdarstellung einen Nocken, dessen Steuerfläche nach dem Verfahren gemäß der Erfindung bearbeitet werden soll, sowie eine ebene Schleifscheibe zur Bearbeitung der genannten Steuerfläche;

F i g. 2 und 3 zeigen den Nocken und die Schleifschei-

)-. be von Fig. 1 in aufeinanderfolgenden Phasen des Verfahrens gemäß der Erfindung;

Fig.4 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Maschine zur Ausführung des Verfahrens gemäß der Erfindung.

4Ii Mit 1 ist ein Nocken bezeichnet, der eine konische Steuerfläche 2 besitzt. Die Steuerfläche 2 ist die Einhüllende der aufeinanderfolgenden Positionen, die eine um eine Achse X-X rotierende Ebene einnimmt die bei ihrer Rotationsbewegung relativ zur Achse X-X

4j unterschiedliche Winkelpositionen hat In Fig. 1 sind zwei aufeinanderfolgende Positionen dieser erzeugenden Ebene mit A und B bezeichnet. Die Ebene A bildet eine Berührungsebene zur Steuerfläche 2 des Nockens ?. längs eines mit 7 bszeichneten Segmentes. Die Ebene B ist eine Berührungsebene der Oberfläche 2 längs eines mit 8 bezeichneten Segmentes. Die Segmente 7 und 8 sind im dargestellten Fall gegenüber der Achse X-X geneigt. Sie können jedoch auch parallel zu dieser Achse verlaufen oder sie schneiden: in diesem Fall würden sie zu Ebenen gehören, die auch die Achse X-X enthalten. Der Nocken 1 ist von einer zur Achse X-X koaxialen Welle 3 getragen. Mit 4 ist eine Seitenschleifscheibe bezeichnet, die eine ebene Arbeitsfläche 5 besitzt. Die Schleifscheibe 4 ist um eine Aclise Y- Y drehbar, die in

bo F i g. 1 die Achse X-X senkrecht schneidet. Die Ebene A verläuft in F i g. 1 senkrecht zu der durch die beiden Achsen X-X und Y-Y definierten Ebene. Die Ebene A schneidet die Ebene der genannten Achse in einer Segmentspur 6, die in Fig. 1 parallel zur Richtung der

o5 Achse X-X verläuft. Wenn die Schleifscheibe 4 an den Nocken 1 angenähert wird, berührt die Arbeitsfläche 5 der Schleifscheibe 4 die Steuerfläche 2 des Nockens 1 längs des Segments 7. In der in Fig. 2 dargestellten

Position behalten die Schleifscheibe 5 und die Achse X-X des Nockens 1 ihre relative Position unverändert bei. Der Nocken 1 ist jedoch derart gedreht, daß die Ebene B senkrecht zur Ebene der Achsen X-Xund Y-Y verläuft Die Ebene B schneidet die Ebene der genannten Achsen längs einer Segmentspur 9, die in diesem Fall nicht parallel zur Achse X-X, sondern diese unter einem Winkel K schneidet Infolgedessen verläuft die Segmentspur 9 auch nicht parallel zur Arbeitsfläche 5 der Schleifscheibe 4, sondern bildet mit ihr ebenfalls den genannten Winkel K. In F i g. 3 ist der Nocken 1 in gestrichelten Linien in der Fig.2 entsprechenden Position dargestellt Die durchgezogenen Linien zeigen den Nocken 1 in der Position, die sich ergibt wenn die Achse X-X um den Winkel K um eine Schwenkachse Z-Z verschwenkt wird, die senkrecht zur Ebene der Achsen X-X und Y- Y, derart, daß die Segmentspur 9, die Schnittlinie der Ebene B mit der Ebene der Achsen X-X und Y-Y, parallel zur frontalen Arbeitsebene 5 der Schleifscheibe 4 verläuft Wenn die Schleifscheibe 4 in dieser Position parallel zur eigenen Achse Y- Yvorwärts bewegt wird, kommt ihre frontale Arbeitsfläche 5 mit der Steuerfläche 2 des Nockens längs des Segments 8 in Berührung. Um aus der in F i g. 1 dargestellten Arbeitsposition in die in F i g. 3 dargestellte Arbeitsposition zu gelangen, sind daher folgende Schritte notwendig:

Die Welle 3 muß um einen in Fig.2 mit F bezeichneten Winkel gedreht werden; die Achse X-X der Welle 3 muß um den in F i g. 3 mit K bezeichneten Winkel verschwenkt werden; und schließlich muß die Schleifscheibe 4 parallel zur eigenen Achse Y-Y verschoben werden. Diese drei Arbeitsgänge finden gleichzeitig statt. Da die Form der Steuerfläche 2 des Nockens 1, die durch das Arbeiten mit der Schleifscheibe 4 hergestellt werden soll, bekannt ist, ist es möglich, für jeden Wert des Winkels Fden entsprechenden Wert des Schwenkwinkels K, um den die Achse X-X der Welle 3 verschwenkt werden muß, sowie den entsprechenden Wert für die axiale Verschiebung der Schleifscheibe 4 in Richtung Y-Y zu berechnen. Es ist also möglich, den Wert dieser axialen Translationsbewegung der Schleifscheibe 4 und des Schwenkwinkels K in Abhängigkeit von dem Winkel Fzu bestimmen, wenn letzterer sich von 0° bis 360° ändert Wenn infolgedessen die Welle 3 langsam um ihre eigene Achse X-X gedreht wird und diese Achse X-X dabei um einen Winkel K verschwenkt wird, der sich kontinuierlich ändert, während die Welle 3 um die eigene Achse rotiert und wenn dabei gleichzeitig die Schleifscheibe in entsprechender Weise parallel zu sich selbst verschoben wird, erzeugt letztere mit ihrer frontalen Arbeitsfläche 5 die gewünschte Steuerfläche 2 des Nockens 1, wenn sie

ι» mit hoher Drehgeschwindigkeit angetrieben wird.

In F i g. 4 ist eine mit 20 bezeichnete Maschine zum Durchführen des vorangehend beschriebenen Verfahrens gezeigt Diese Maschine besitzt ein Maschinenbett 21 mit zwei Führungen 22, auf denen ein Schleifspindelstock 23 montiert ist An dem Schleifspindelstock 23 sind Antriebsmittel für den Drehantrieb einer Schleifspindel 24 vorgesehen, die eine Seitenschleifscheibe 4 trägt An dem Schleifspindelstock 23 sind außerdem Antriebsmittel vorgesehen, durch die er selbst auf den

2(i Führungen 22 verschiebbar ist. Gegenüber dem Schleifspindelstock 23 ist auf den:· Maschinenbett 21 eine Trägerplatte 25 montiert, auf dor urn eine Achse Z-Z ein Rundtisch 26 schwenkbar geführt ist Auf letzterem befindet sich eine Geradführung 27 für einen

Werkstückschlitten 28, der einen Werkstückspindelstock 29 und einen Reitstock 30 trägt. An dem Werkstückspindelstock 29 ist ein Motor 31 angebracht, dessen Bewegung auf eine Welle 3 übertragbar ist. Die Welle 3 ist eine Nockenwelle mit vier Nocken 1 und

jo bildet das Werkstück.

Die Maschine 20 verfügt über eine numerische Steuerung zur Koordination der für den Schleifvorgang erforderlichen Bewegungen. Wenn die Nockenwelle 3 von dem Motor 31 um ihre Achse X-X gedreht wird, wird gleichzeitig mittels eines numerisch gesteuerten Motors der Werkstückschlitten 28 oszillierend um die Achse Z-Z verschwenkt. Gleichzeitig führt der die Schleifscheibe 4 tragende SchJeifspindelstock 23 in den Führungen 22 eine entsprechend hin- und hergehende zyklische Zustellbewegung in der Richtung Y-Y aus, derart, daß die Arbeitsfläche 5 der Schleifscheibe 4 mit der zu bearbeitenden Nockenfläche 2 in ständiger Berührung steht.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Schleifen eines konischen Nockens, wobei der Nocken um seine Längsachse rotiert und eine rotierend angetriebene Schleifscheibe eine gegen den Nocken gerichtete Zustellbewegung ausführt dadurch gekennzeichnet, daß der Nocken (1) eine oszillierende Schwenkbewegung (K) um eine seitlich von ihm sowohl senkrecht zu seiner Längsachse (X-X) als auch senkrecht zur Richtung der Zustellbewegung der Schleifscheibe (4) verlaufende Achse (Z-Z) ausführt, die sich der Zustellbewegung der Schleifscheibe (4) überlagert.

2. Numerisch gesteuerte Maschine zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem Maschinenbett einem darauf horizontal geradlinig verschiebbar geführten und ihm gegenüber um eine vertikale Achse schwenkbaren Werkstückschlitten, der eine parallel zu seiner Führung angeordnete drehangeiriebene Werkstückaufnahmespindel trägt und einem auf dem Bett im wesentlichen quer zur Werkstückaufnahmespindel horizontal verschiebbar geführten Schleifspindelstock mit einer eine Schleifscheibe tragenden Schleifspindel, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifspindel (24) parallel zur Führung des SchleifspindelKocks (23) angeordnet und die Schleifscheibe (4) als Seitenschleifscheibe ausgebildet und daß zum oszillierenden Schwenken des Werkstückschlittens (28) um die vertikale Achse (Z-Z) ein in die numerische Steuerung mit einbezogener Motor vorgesehen ist.