DE3321208A1

DE3321208A1 - Ultrapraezisionsschleifmaschine

Info

Publication number: DE3321208A1
Application number: DE19833321208
Authority: DE
Inventors: Yoshihiko Machida Tokyo Ono
Original assignee: Tokiwa Seiki Ind Co Ltd
Current assignee: Tokiwa Seiki Ind Co Ltd
Priority date: 1982-06-14
Filing date: 1983-06-11
Publication date: 1983-12-15
Also published as: US4563837A; DE3321208C2

Description

PATENTANWÄLTE ---""..""..* '.."*.,' 332 TZ UO

Dl PL:-1 N G. BUSCH H O FF ₃

DIPL.-ING. HENNICKE ·*·
DIPL.-ING. VOLLBACH

KAISER-WILHELM-RING 24

5000 KÖLN 1

Reg.-Nr. Aktenz.:

1 Tk 101 I KÖLN, den 10.6.1983

bitte angeben he/kr

Anm.: Firma Tokiwa Seiki Industrial Company, Limited, 894-2 Mizonokuchi, Takatsu-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa-ken (Japan).

Titel: Ultrapräzisionsschleifmaschine

Die Erfindung betrifft eine Maschine zur ultragenauen Feinbearbeitung eines Werkstückes und mehr im einzelnen eine Maschine zur ultragenauen Feinbearbeitung eines zu bearbeitenden Teiles, wie beispielsweise einer Nute, eines Hohlraumes, eines Loches od.dgl., der im folgenden als "Bearbeitungsstelle" eines Gesamtwerkstückes bezeichnet wird.

Metallformstücke u.dgl., die eine Bearbeitungsstelle, wie beispielsweise ein kompliziertes Loch, eine Nute od. dgl. haben, werden im allgemeinen nach ihrer Bearbeitung mit einer elektrischen Abtragmaschine weiter bearbeitet und einer extrem genauen Nachbearbeitung unterzogen. Da diese oben erwähnte genaue Nachbearbeitung bisher von Hand unter Verwendung einer Ultraschall-Schleifmaschine od.dgl. durchgeführt wurde, gab es Nachteile derart, daß diese Nachbearbeitung nicht besonders wirkungsvoll war und zu einem Mangel an Gleichförmigkeit führte.

Außerdem mußte bei den bekannten Schleifmaschinen das Werkstück so geschliffen werden wie es war, so daß die Bearbeitungsstelle nicht genau bearbeitet werden konnte, wenn es geringe Richtungsunterschiede zwischen der Bearbeitungsstelle des Werkstückes und einem Schleifwerkzeug

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einer Schleifmaschine od.dgl. gab. Hierin liegt ein weiteres Problem des Standes der Technik.

Es ist ein Ziel der Erfindung, eine ultraprazisionsschleifmaschine zu schaffen, die die ultragenaue Fertigbearbeitung wirkungsvoll durch automatische Korrektur der Konturabweichung durchführen kann, audi wenn eine geringe Richtungsdifferenz zwischen der Bearbeitungsstelle des Werkstückes und dem Schleifwerkzeug vorliegt.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine Ultrapräzisionsschleifmaschine anzugeben, bei welcher die Schwingweite des Schleifwerkzeuges nach der Größe des Spieles zwischen der Bearbeitungsstelle am Werkstück und dem Schleifwerkzeug eingestellt werden kann.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine Ultrapräzisionsschleifmaschine zu schaffen, die mit einem Schleifwerkzeug versehen ist, das frei auf- und niederschwingen kann, um den Wirkungsgrad des an der Bearbeitungsstelle des Werkstückes vorzunehmenden Schliffes zu verbessern.

Es ist ferner noch ein weiteres Ziel der Erfindung, eine Ultrapräzisionsschleifmaschine zu schaffen, die das Werkstück in horizontaler Richtung stoßfrei und über einen großen Bereich hinweg bewegen kann.

Kurz gesagt, werden diese und andere Ziele der Erfindung durch eine Ultrapräzisionsschleifmaschine erreicht, bei der oin Schleifwerkzeug an einem Bearbeitungskopf befestigt ist, der oberhalb einer Grundplatte angeordnet ist und frei und genau in horizontaler Richtung vibrieren kann und bei der das Werkstück mit einer Bearbeitungsstelle, die mit dem Schleifwerkzeug in Eingriff kommen kann, auf der Grundplatte so in Stellung gebracht ist, daß es frei und leicht in jeder Horizontalrichtung be-

wegt werden kann. Nach der Erfindung ist das Schleifwerk zeug so .konstruiert, daß seine Schwingweite mit Hilfe eines Exzentersystemes frei eingestellt werden kann, daß das Schleifwerkzeug frei auf- und abschwingen kann und daß ein Werkstücktisch so ausgebildet ist, daß er frei und in weiten Grenzen in Richtung der X- und Y-Achsen be wegt werden kann.

Diese und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen noch deutlicher werden, in denen

Fig. 1 eine vordere, teilweise geschnittene Ansicht einer Maschine nach der Erfindung,

Fig. 2 einen Grundriß,

Fig. 3 eine vergrößerte Schnittansicht eines Halters,

Fig. 4a und 4b schematische Darstellungen zur Erklärung der Zusammenwirkung zwischen dem Werkstück und dem Bearbeitungswerkzeug,

Fig. 5 eine schematische, teilweise Schnittdarstellung einer Spindel zur Erläuterung einer anderen. Ausführungsform der Erfindung und

Fig. 6 einen schematischen Teilschnitt einer Stützstange einer noch anderen Ausführungsform der Erfindung

zeigen.

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Bezug nehmend auf Fig. 1 ist eine Schleifmaschine 1 nach der Erfindung dargestellt, bei der zwei Führungsschienen 4, die sich in Richtung der X-Achse (in Fig. 1 von rechts nach links) erstrecken, auf einer Grundplatte 3 der Schleifmaschine 1 befestigt sind. Auf den Führungsschienen 4 ist ein X-Tisch 5 gleitend gelagert. Auf der Oberseite des X-Tisches 5 sind zwei Führungsschienen 6 montiert, die sich in Richtung der Y-Achse senkrecht zur Bewegungsrichtung des X-Tisches 5 erstrecken und auf den Führungsschienen 6 ist ein Y-Tisch 8 in gleicher Weise gleitend gelagert.

Auf dem Y-Tisch 8 ist ein erster, scheibenförmiger Gleittisch 7 so montiert, daß er sich in horizontaler Richtung bewegen und frei drehen kann. In ähnlicher Weise ist auf dem ersten Gleittisch 7 ein zweiter scheibenförmiger Gleittisch 9 so gelagert, daß er in horizontaler Richtung beweglich ist und sich frei drehen kann. Zwischen dem Y-Tisch 8 und dem ersten Gleittisch 7 und zwischen dem ersten Gleittisch 7 und dem zweiten Gleittisch 9 sind mehrere Kugeln 11 rollend gelagert, um eine extrem leichte Bewegung und Drehung zu ermöglichen. Jede Kugel 11 wird von scheibenförmigen Kugelkäfigen 13 in einem angemessenen Abstand gehalten. Im mittleren Teil der oben erwähnten ersten und zweiten Gleittische 7 und 9 ist ein Radiallager 15 angeordnet, das sich in eine Mittelausnehmung 13a eines jeden der oben erwähnten Kugelkäfige 13 erstreckt.

Wenn die Kugelkäfige 13 das Radiallager 15 berühren, wird die Bewegung der Gleittische 7 und 9 gehemmt, da die Rollbewegung einer jeden Kugel 11 in eine Gleitbewegung übergeht. Infolgedessen ist die leichte Beweglichkeit eines joden Gleittisches auf den Bereich beschränkt, wo kein Gleitlager 15 einen der Kugelkäfige 13 berührt. Da jedoch die Gleittische 7 und 9 von den X- und Y-Tischen 5 und 8

getragen werden, ist es möglich, die Gleittische auch in dem Fall leicht zu bewegen, wo diese weit ausgefahren werden, um die Bearbeitungsstelle am Werkstückmaterial zu wechseln. Hierbei kann die gegenseitige Stellung des ersten und zweiten Gleittisches 7 bzw. 9 und eines jeden Kugelkäfigs 13 beibehalten werden, ohne ihre genaue Stellung so weit zu beeinflussen.

Auf der Unterseite des oben erwähnten zweiten Gleittisches 9 ist eine ringförmige Abdeckung 17 mit Schrauben od.dgl. befestigt, die den ersten Gleittisch 7 umgibt und einschließt. Auf der Unterseite dieser Abdeckung 17 ist mit einem ringförmigen Abstandhalter 19 eine Ringplatte 21 befestigt. Hierdurch wird das Eindringen von Staub oder Schmutz in den ersten Gleittisch 7 und den zweiten Gleittisch 9 verhindert. In der Oberfläche des zweiten Gleittisches 9 sind mehrere, radial verlaufende, T-förmige Nuten 2 3 angeordnet. Es ist hierdurch möglich, daß Werkstück W auf der Oberseite des zweiten Gleittisches mit einem Befestigungsmittel, beispielsweise mit Hammerkopfschrauben so zu befestigen, daß das so auf dem zweiten Gleittisch 9 befestigte Werkstück frei und leicht in jeder horizontalen Richtung bewegt werden und sich frei drehen kann.

In der Nähe einer Seite der weiter oben erwähnten Grundplatte 3 ist eine zylindrische Führungssäule 25 mit mehreren Schrauben in vertikaler Lage montiert, in der eine Tragstange 27 derart angeordnet ist, daß ihre Vertikalstellung frei eingestellt werden kann. Zu diesem Zwecke hat die Tragstange 27 an ihrem unteren Ende einen mit Gewinde versehenen Teil 27a, der mit Gewindebüchsen 31 in Eingriff steht, die auf den Gewindeteil 27a aufgeschraubt sind. Diese Gewindebüchsen sind in einem Getriebekasten 29 an der Unterseite der Grundplatte 3 so gelagert, daß

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sie sich nur frei drehen können. An den Gewindebüchsen ist ein Schneckenrad 3 3 befestigt, das mit einer Schnecke 35 in Eingriff steht, die in geeigneter Weise an einem Motor od.dgl. angeschlossen ist.

Am oberen Ende der oben erwähnten Führungssäule 25 ist ein Keilelement 37 befestigt, das in eine Keilnute 27b eingreift, die vertikal in den Körper der Tragstange 27 eingeformt ist. Die richtige Drehung des Schneckenrades 35 ermöglicht deshalb der Tragstange 27 sich auf- und abzubewegen.

Am oberen Ende der Tragstange 27 ist ein Rohrstück 41 mit mehreren Lagern 39 drehbar gelagert. An der Unterseite dieses Rohrstückes 41 ist ein Abdeckrohr 43 in einem Körper befestigt, welches die Führungssäule 25 gleitend umgibt.

Auf der Oberseite eines plattenartigen Armes 45 sind an dessen einander gegenüberliegenden Rändern Verstärkungsrippen 47 befestigt. Am hinteren Ende des Armes 45 ist mit einer Konsole 49 ein Drehantrieb 51, beispielsweise ein Motor befestigt. Am Randteil des Armes 45 ist ein Bearbeitungskopf 5 3 montiert. Hierdurch bewegt sich der Bearbeitungskopf 53 als Ganzes in vertikaler Richtung in Abhängigkeit von der Aufwärts- oder Abwärtsbewegung der oben erwähnten Tragstange 27.

Der Bearbeitungskopf 5 3 ist wie folgt konstruiert:

Ein Drehrohr 57 ist so abgestützt, daß es sich in einer Buchse 55 nur drehen kann, die am Rand des Armes 45 mit mehreren Lagern befestigt ist. Am oberen Teil des Drehrohres 57 ist eine Riemenscheibe 59 in einem Körper befestigt. Ein Treibriemen 63 ist um eine am Drehantrieb 51 befestigte Antriebsriemenscheibe 61 und um die Rie-

menscheibe 59 gelegt. Ferner ist in dem Drehrohr 57 eine Spindel 65 derart gelagert, daß sie vertikal oben und unten aus dem Drehrohr 57 herausschaut und sich nur axial bewegen kann. In der Spindel 65 ist eine axial verlaufende Keilnute 65 angeordnet, in die ein am Drehrohr 57 angebrachter Keil 67 eingreift. Hierdurch dreht sich die Spindel 65 zusammen mit dem Drehrohr 57 als ein Teil, kann sich jedoch allein in axialer Richtung frei bewegen.

Am oberen Ende der Spindel 65 ist eine rohrförmige Kappe 69 mit mehreren Lagern so befestigt, daß sie sich nur drehen kann. An dieser Kappe 69 ist eine Koppelplatte 75 angeschlossen, die am Schwenkhebel 71 mil^einem Zapfen 73 schwenkbar montiert ist (siehe Fig. 2). Der Schwenkhebel 71 ist an einer Konsole 77 schwenkbar gelagert, die in vertikaler Lage an dem oben erwähnten Arm 45 befestigt ist. Ein Federelement 83/ beispielsweise eine Ausgleichsfeder, welche das Gewicht des vorerwähnten Bearbeitungskopfes 53 kompensiert, ist zwischen dem hinteren Ende des Schwenkhebels 71 und einer Gewindestange 81 befestigt, die so gelagert ist, daß ihre vertikale Lage gegenüber einer Konsole 79 frei eingestellt werden kann, die an der oben erwähnten Führungssäule 25 befestigt ist. Hierdurch wird die Spindel 65 durch die Wirkung der Feder 83 immer angehoben und wird nur abgesenkt, wenn der Schwenkhebel 71 entgegen der Wirkung der Feder 83 geschwenkt wird. In diesem Falle ist es möglich, die Spindel 65 entgegen der Wirkung der Feder 83 durch Anhängen mehrerer Gewichte oder durch Gewichte verschiedener Schwere (in der Zeichnung nicht dargestellt) am Ende des Schwenkhebels 71 nach unten zu ziehen.

Eine Kurvenscheibenfolgerolle 87 ist mit einem Zapfen 85 an einer geeigneten Stelle des Schwenkhebels 71 drehbar gelagert. Die Unterseite dieser Folgerolle 87 wird von einer Kurvenscheibe 91 drehbar berührt, die an die Ab-

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triebswelle eines Drehantriebes 89, beispielsweise eines Motors angeschlossen ist, der an dem oben erwähnten Arm 45 befestigt ist. Hierdurch wiederholt der Schwenkhebel 71 periodisch die Vertikalbewegung, wenn sich die Kurvenscheibe 91 bei der Drehung des Antriebes 89 dreht, so daß die mit ihm verbundene Spindel 65 in Vertikalrichtung vibriert. Deshalb schafft eine geeignete Steuerung der Drehbewegung des Drehantriebes 89 die geeignete Steuerung des Schwingungszyklus oder der Schwingungsperiode.

Bs ist möglich, die Schwingungsweite der Auf- und Abbewegung und die Lage des unteron Totpunktes der Spindel 65 dadurch zu verändern, daß entweder die Kurvenscheibenfolgerolle 87 oder die Kurvenscheibe 91 oder beide in bekannter Weise lösbar oder auswechselbar ausgebildet werden, um hierdurch den Veränderungen in der Dicke des Werkstückes und der Tiefe der Nute od.dgl ./an der Bearbeitungsstelle Rechnung zu tragen.

Der Mechanismus für die Vertikalschwingung der Spindel 65 ist nicht auf die zuvor beschriebene Konstruktion beschränkt. Beispielsweise ist es auch möglich, die zylindrische Kurvenscheibe od.dgl. zwischen der^iemenscheibe 59 und der zuvor erwähnten Buchse 5 5 anzuordnen. Es können auch andere Konstruktionen verwendet werden. Der Drehantrieb 51 kann auch als Antriebsquelle für die Schwingung der Spindel 65 eingesetzt werden.

Am unteren Ende der Spindel 65 ist ein Halter 93 befestigt. Dieser Hal.ter 93 dient zum Halten eines Schleifwerkzeuges, welches einen Schleifstein oder einen geeigneten Werkzeugstahl oder ein Spannfutter, wie beispielsweise einen Futterring aufweist, der das Schleifwerkzeug hält. Die Konstruktion dieses Halters 93 ist in Fig. 3 dargestellt.

Ein Flansch 95a ist horizontal am unteren Ende einer Buchse 95 angeordnet, die unter Verwendung von Klemmschrauben u. dgl. in einem Stück am unteren Ende der Spindel 65 befestigt ist. In mehreren Teilen des Flansches 95a sind gebogene Löcher 95b angeordnet.

In der Mitte der Unterseite der Buchse 95 ist ein exzentrisches Loch 95c mit einer gegenüber dem axialen Mittel- .., punk-t der Spindel 65 geringen Exzentrizität angeordnet. An der Unterseite der Buchse 95 ist eine exzentrische Scheibe 99 mit mehreren Schrauben 97 befestigt, welche ,

die gebogenen Löcher 95b derart durchdringen, daß die '' Drehstellung der Scheibe 99 frei eingestellt werden kann. Am oberen Teil der exzentrischen Scheibe 99 befindet sich ein exzentrischer Ansatz 99a, der in das exzentrische Loch ; : 95c eingreift. Hierdurch ist die exzentrische Scheibe 99 gegenüber dem axialen Mittelpunkt der Spindel 65 exzentrisch befestigt und es ist möglich, die Lage des axialen Mittelpunktes der exzentrischen Scheibe 99 gegenüber ' dem axialen Mittelpunkt der Spindel 65 durch geeignetes Verdrehen der exzentrischen Scheibe 99 einzustellen, nachdem die vorerwähnten Schrauben 97 gelockert wurden.

An der Unterseite der exzentrischen Scheibe 9 9 ist eine Lagerbuchse 101 mit mehreren Schrauben befestigt und ein Halteblock 105 ist in dieser Lagerbuchse 101 mit einem Exzenterlager 103 drehbar gelagert. Das Exzenterlager 103 ist so konstruiert, daß der axiale Mittelpunkt der inneren Haltefläche des inneren Kugellaufringes gegenüber dem axialen Mittelpunkt der Exzenterscheibe 99 etwas exzentrisch sitzt. Hierdurch befindet sich der axiale Mittelpunkt des Halteblockes 105 exzentrisch zum axialen Mittelpunkt der Exzenterscheibe 99. An der Unterseite des Halteblockes 105 ist eine Halteeinrichtung 107 zum Einspannen des Schleifwerkzeuges od.dgl. mit mehreren Schrauben befestigt. Ein horizontal, radial nach außen vorstehen-

der Stift 109 ist am unteren Ende des Halteblockes 105 befestigt. Dieser Stift 109 greift in einen Schlitz lila ein, der am unteren Ende einer rohrförmigen Abdeckung 111 angeordnet ist, die mit einem Lager an der Buchse 9 5 drehbar befestigt ist. Die Abdeckung 111 ist ferner mit einem horizontal vorspringenden Zapfen 113 versehen (Fig. 1), der in einen vertikalen Schlitz 115a einer Schürze 115 eingreift, die von dem weiter oben erwähnten Arm 4 5 herabhängt. Hierdurch wird die Drehung der Abdeckung 111 und des Halteblockes 105 um die Spindel 65 od.dgl. eingeschränkt.

Unter der Annahme, daß die axialen Mittelpunkte der Spindel 65, der Exzenterscheibe 99 und des Halteblockes 105 mit den Buchstaben O, P und Q bezeichnet werden, wird bei der oben beschriebenen Konstruktion der Abstand zwischen den axialen Mittelpunkten O und Q durch Einstellen der Lage der Exzenterscheibe 99 gegenüber der Spindel 65 derart eingestellt, daß es möglich ist, den Radius (Amplitude der Mikrovibration) der exzentrischen Drehung des Halteblockes 105 auf die Drehung der Spindel 65 einzustellen.

Im Betrieb wird ein Werkstück W auf dem zweiten Schlittentisch 9 befestigt. Ein der Bearbeitungsstelle, beispielsweise einem Loch od.dgl. im Werkstück entsprechendes Bearbeitungswerkzeug wird am Werkzeughalter 93 befestigt und dadurch in Eingriff mit der Bearbeitupgsstelle am Werkstück gebracht, daß der Schwenkhebel 71 betätigt und der Bearbeitungsstelle gleichzeitig, wenn erforderlich, ein Läppmittel zugeführt wird. Die Spindel 65 wird dann von dem Drehantrieb 51 gedreht und der Drohantrieb 89 wird in Betrieb gesetzt. Hierdurch beginnt sich das Bearbeitungswerkzeug mit einem der Größe einer Mikroexzentrizität äquivalenten Radius zu drehen (Mikrovibration) und bewegt sich gleichzeitig in vertikaler

Richtung.

Wenn deshalb, wie in den Fig. 4a und4b gezeigt, das Bearbeitungswerkzeug R die exzentrische Drehbewegung mit einem Mikroradius entgegen dem Uhrzeigersinne ausführt, wie dies durch den Pfeil A angedeutet ist, wird das Werkstück W automatisch in die mit dem Pfeil C angedeutete Richtung gedreht, so daß die Richtungen von Bearbeitungswerkzeug R und Bearbeitungsstelle Wa des Werkstückes W zusammenfallen und eine selbsttätige und genaue Übereinstimmung auch in dem Falle erreicht wird, wo ein Teil des Bearbeitungswerkzeuges R nicht mit der Bearbeitungsstelle Wa des Werkstückes W übereinstimmt, sondern die Teile in einem Punkt B gegeneinanderstoßen. Infolgedessen wird das Werkstück
auch in demjenigen Fall, wo das Bearbeitungswerkzeug R
nicht genau auf die Bearbeitungsstelle Wa des Werkstückes W in der anfänglichen Einstellung ausgerichtet ist, automatisch eingestellt und es kann eine genaue Zuordnung erreicht werden.

Beispielsweise beim Schleifen der rechteckigen Nute unter Verwendung eines Bearbeitungswerkzeuges mit quadratischem Querschnitt wird die Abweichung des Bearbeitungswerkzeuges in der zur Längsrichtung der Nute senkrechten Richtung absorbiert, da das Werkstück sich als Ganzes bewegt und das Bearbeitungswerkzeug in Längsrichtung der Nute
des Werkstückes eine Mikroschwingung ausführt und gleichzeitig in Vertikalrichtung schwingt. Durch Bewegen des
Werkstückes in Längsrichtung der Nute wird diese von dem Bearbeitungswerkzeug genau geschliffen. Wenn das Werkstück in Längsrichtung der Nute bewegt wird, wird das Werkstück, wie zuvor beschrieben, geringfügig gedreht,um die Nute genau in Übereinstimmung mit dem Bearbeitungswerkzeug zu
bringen, auch wenn das Werkstück in einer Richtung eingeführt wurde, welche die Längsrichtung der Nute kreuzt.
Auf diese Weise ist es möglich, sehr leicht einen präzisen

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Schliff der Bearbeitungsstelle des Werkstückes auszuführen.

Die obige Erläuterung bezieht sich auf den Fall, wo das Werkstück W als Ganzes sich mit dem Tisch in horizontaler Richtung bewegt und dreht. Eine ähnliche Wirkung kann jedoch, wie weiter oben beschrieben, auch dadurch erreicht werden, daß das Bearbeitungswerkzeug so befestigt wird, daß es sich in horizontaler Richtung frei bewegen und geringfügig drehen kann. Das heißt, daß, wie beispielsweise in Fig. 5 gezeigt, die Spindel, welche sich frei auf- und abbewegen kann, in eine obere Spindel 65a und in eine untere Spindel 65b unterteilt ist. Diese obere Spindel 65a und die untere Spindel 65b sind durch eine geeignete flexible Kupplung 117, wie beispielsweise eine Schraubenfeder, miteinander gekuppelt. Die untere Spindel 65b ist hierbei an der oberen Spindel 65a derart befestigt, daß die untere Spindel 65b ihre Stellung geringfügig ändert und sich frei drehen kann. Die untere Spindel 65b hängt am Arm 45 und wird über Kugeln 121 von einem Tragelement 119 getragen, das in geeigneter Weise so montiert ist, daß es sich frei /und abbewegen kann, so daß die untere Spindel 65b sich in horizontaler Richtung frei bewegen und geringfügig drehen kann.

In Übereinstimmung mit dieser in Fig. 5 dargestellten Konstruktion ist es möglich, bemerkenswerte Arbeitsleistungen zu erzielen, auch wenn das Gewicht der Werkstücke sehr groß ist, da das Bearbeitungswerkzeug in horizontaler Richtung frei beweglich ist und sich ein wenig dreht, um die Übereinstimmung zwischen Bearbeitungsstelle des Werkstückes und Bearbeitungswerkzeug herzustellen.

Weiterhin ist auch eine Konstruktion möglich, wie sie in Fig. 6 dargestellt ist. Hierbei ist auf dem oberen Teil der Tragstange 27 ein kreisförmiges hohles Element 123

befestigt und unter dem unteren Teil des Armes 45 ist eine Stange 127 mit einer Scheibe 125 in vertikaler Lage montiert. Auf dem Boden des oben erwähnten hohlen Elementes 123 ist ein scheibenförmiger Kugelkäfig 129 mit mehreren frei rollenden Kugeln angeordnet. Die Scheibe 125 wird von dem Kugelkäfig 129 getragen. Oberhalb des konkaven Elementes 123 ist eine ringförmige Abdeckung 131 mit der Schale 123 fest verbunden und zwischen dieser Abdekkung 131 und der Scheibe 125 ist ein ringförmiger Kugelkäfig 133 mit mehreren Kugeln schichtweise so angeordnet, daß sich der Arm 45 in jeder horizontalen Richtung frei bewegen und drehen kann, was die gleiche Wirkung hat wie bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform. Die Feder 83 dient zum Verbinden der Stange 127 und des Schwenkhebels 71 unter Last.

Man erkennt aus den oben beschriebenen Ausführungsformen nach der Erfindung, daß die korrekte Ausrichtung zwischen dem Schleifwerkzeug und der Bearbeitungsstelle des Werkstückes sichergestellt wird, auch wenn die Richtungen von Werkstück und Schleifwerkzeug nicht genau übereinstimmen, da das Werkstück sich sofort anpaßt und mit der Abweichung des automatisch zu korrigierenden Schleifwerkzeuges geht. Man erkennt auch, daß es möglich ist, extrem und leicht den Ültraprazisionsfertigschliff mit hoher Genauigkeit aus zuführen. Aus diesem Grunde ist es nicht immer notwendig, die Ersteinstellung genau durchzuführen, sondern es ist auch eine relativ grobe Einstellung möglich, die die Bearbeitungseffizienz verbessert. Außerdem ist es möglich, die Schwingungsweite des Schleijwerkzeuges beispielsweise auf das Spiel zwischen Bearbeitungsstelle des Werkstückes und Schleifwerkzeug einzustellen, was einen genauen Fertigschliff unter der geeigneten Bedingung herstellt. Da das Bearbeitungswerkzeug in vertikaler Richtung vibriert, wird ferner die Schneidleistung (bearbeitete Fläche pro Zeiteinheit) verbessert und die Bearbeitung kann mit hö-

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herem Wirkungsgrad ausgeführt werden. Außerdem ist es möglich, das Werkstück leicht und in großem Ausmaß zu bewegen, da die X- und Y-Tische bewegt werden, wenn das Werkstück weit bewegt werden soll, um die Bearbeitungsstelle daran zu zu wechseln.

Durch diese eingehende Beschreibung der speziellen Ultrapräzisionsschleifmaschine, anhand deren die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung erläutert wurden, ist es für die Fachleute offensichtlich, daß verschiedene Änderungen in dem hier beschriebenen Verfahren und bei der
hier beschriebenen Vorrichtung gemacht werden können,
ohne den Geist und den Umfang der Erfindung zu verlassen.

Claims

Patentansprüche

Ultrapräzisionsschleifmaschine, gekennzeichnet durch -^' eine Grundplatte (3) und ein an einem oberhalb der ■ Grundplatte (3) angeordneten Bearbeitungskopf (53) befestigtes Schleifwerkzeug, das in horizontaler Richtung eine freie Mikrovibration ausführt und mit seiner Bearbeitungsstelle eines auf der Grundplatte (3) angeordneten Werkstückes (W) in Eingriff kommen kann, wobei sich das Werkstück (W) in jeder horizontalen Richtung frei bewegen und frei drehen kann.
2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück (W) auf einem Gleittisch (9) angeordnet ist, der mit mehreren Kugeln (11) derart auf der Grundplatte (3) gelagert ist, daß er sich frei bewegen kann.
3. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schleifwerkzeug so angeordnet ist, daß es sich in horizontaler Richtung frei und relativ weit bewegen kann.
4. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Arm (45) trägt, um eine freie Bewegung zu ermöglichen und daß der Arm (45) den Bearbeitungskopf (53) trägt, der mit dem Schleifwerkzeug ausgerüstet ist.
5. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schleifwerkzeug derart montiert ist, daß die Schwingungsweite ihrer Mikrovibration frei eingestellt werden kann.

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6. Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Schleifwerkzeug gegenüber einer Exzenterscheibe (99) exzentrisch und drehbar angeordnet ist und daß die Exzenterscheibe (99) an der Drehachse (65, 95) des Bearbeitungskopfes (93) derart befestigt ist, daß die .exzentrische Lage frei eingestellt werden kann.
7. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schleifwerkzeug so angeordnet ist, daß es frei auf- und niederschwingen kann.
8. Ultrapräzisionsschleifmaschine zum genauen Schleifen eines Werkstückes, gekennzeichnet durch einen Drehgleittisch (9) zur Aufnahme des Werkstückes (W), das eine Bearbeitungsstelle aufweist, ein Schleifwerkzeug, welches mit der Bearbeitungsstelle des Werkstückes (W) in Eingriff gebracht werden und in horizontaler Richtung eine freie Mikrovibration ausführen kann, ein oberhalb des Werkstückes (W) angeordneter Bearbeitungskopf (93) zum Halten des Schleifwerkzeuges, ein den Drehgleittisch abstützender Y-Tisch (8 )_T der frei in Richtung der Y-Achse bewegbar ist und durch einen den Y-Tisch (8) unterstützenden X-Tisch, der sich in X-Richtung frei bewegen kann.