DE3322053A1

DE3322053A1 - Device for the fine surface-finishing of cylindrical round bodies in particular of very small dimensions

Info

Publication number: DE3322053A1
Application number: DE19833322053
Authority: DE
Inventors: Rainer 7900 Ulm Schmieg
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: SCHMIEG, RAINER, 07407 BREITENHEERDA, DE
Priority date: 1983-06-18
Filing date: 1983-06-18
Publication date: 1984-12-20
Also published as: DE3322053C2

Abstract

A device for the fine surface-finishing of cylindrical round bodies of very small dimensions consists of two discs with one flat face each, the flat faces being turned towards one another and being orientated in parallel and enclosing between them the round bodies to be machined. The two discs can be displaced eccentrically relative to one another via an eccentric crank. Located between the two discs is an abrasive which is either embedded in the discs in a firmly adhering manner or is present as an abrasive suspension.

Description

Vorrichtung zur Oberflächen-Feinbearbeitung zylindrischerDevice for surface finishing of cylindrical

Rundkörper insbesondere mit sehr kleinen Abmessungen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Oberflächen-Feinbearbeitung zylindrischer Rundkörper insbesondere mit sehr kleinen Abmessungen.Round body in particular with very small dimensions The invention relates to a device for surface finishing of cylindrical round bodies especially with very small dimensions.

Zur Präzisionsbearbeitung der Oberflächen von Rundkörpern werden überwiegend Diamantschleifwerke eingesetzt. Die entsprechenden Vorrichtungen und Verfahren werden jedoch mit abnehmenden Abmessungen der Werkstücke sehr aufwendig.For the precision machining of the surfaces of round bodies are predominantly Diamond grinding machines used. The appropriate devices and procedures will be however, with decreasing dimensions of the workpieces, it is very expensive.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Oberflächen-Feinbearbeitung zylindrischer Rundkörper insbesondere mit sehr kleinen Abmessungen anzugeben, welche im Vergleich zum Stand der Technik einfach und kostengünstig aufgebaut ist und dabei trotzdem eine hohe Oberflächenqualität und genaue Einhaltung vorgegebener Maße gewährleistet.The invention is therefore based on the object of providing a device for Surface finishing of cylindrical round bodies, especially with very small ones Specify dimensions that are simple and inexpensive compared to the prior art is built up and still has a high surface quality and precise compliance specified dimensions guaranteed.

Die Erfindung ist im Patentanspruch 1 beschrieben. Vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen der Erfindung enthalten die Unteransprüche.The invention is described in claim 1. Advantageous designs and further developments of the invention contain the subclaims.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung können auch bei Verwendung feinster Schleifmittel in im Vergleich zu gebräuchlichen Verfahren kurzen Bearbeitungszeiten hohe Oberflächengüten der beispielsweise durch Ultraschall~ bohrung vorgefertigten Rundkörper erzielt werden. Die Werkstücke liegen dazu vorzugsweise als im Vergleich zu ihrem Querschnit langen zylindrischen Rundkörpern vor. Ein solches Werkstück kann dabei auch aus einer großen Anzahl dünner scheibenförmiger Rundkörper bestehen, die unterschiedlich dick sein können und an ihren Stirnflächen verklebt sind und so gemeinsam das längliche Werkstück bilden. Günstigerweise sind die Enden des Rundkörpers durch Teile geschützt, für die nicht ein scharfkantiger Abschluß erforderlich ist und die unter Umständen auch nach der Fertigbearbeitung verworfen werden, wie z. B.With the device according to the invention, even when using the finest Abrasives with short processing times compared to conventional processes high surface quality of the prefabricated, for example, ultrasonic drilling Round body can be achieved. For this purpose, the workpieces are preferably as compared to their cross section long cylindrical round bodies. Such a workpiece can also consist of a large number of thin, disc-shaped round bodies, which can be of different thicknesses and are glued to their end faces and so together form the elongated workpiece. The ends of the round body are favorable protected by parts that do not require a sharp-edged finish and which may also be discarded after finishing, such as B.

Reste eines Trägerkörpers von der Vorfertigung durch Ultraschallbohrung.Remnants of a carrier body from the prefabrication through ultrasonic drilling.

Die Erfindung ist besonders vorteilhaft einsetzbar bei der Herstellung dielektrischer Resonatoren für die mm-Wellentechnik. Für bestimmte Anwendungsfälle sind hierbei Resonatoren erforderlich, die ein nahezu identisches Resonanzverhalten aufweisen. Neben den Einblicken der Homogenität des dielektrischen Materials, die bei bekannten Herstellungsverfahren fertigungstechnischen Grenzen unterliegt, ist das Resonanzverhalten von den mechanischen Eigenschaften der Resonanzkörper abhängig, wie z. B. Einhaltung vorgegebener Maße und Oberflächengüte. Diese mechanischen Eigenschaften können duch eine Nachbearbeitung mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung gegenüber herkömmlichen Bearbeitungsverfahren erheblich verbessert werden.The invention can be used particularly advantageously in manufacture dielectric resonators for mm-wave technology. For certain use cases resonators are required here, which have an almost identical resonance behavior exhibit. In addition to glimpsing the homogeneity of the dielectric material, the is subject to production engineering limits in known manufacturing processes the resonance behavior depends on the mechanical properties of the resonance body, such as B. Compliance with specified dimensions and surface quality. These mechanical properties can by post-processing with the device according to the invention opposite to conventional machining methods can be significantly improved.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Schleifmittel festhaftend auf den planen Scheiben aufgebracht, beispielsweise in Form von harzgebundenem Diamant- oder Bornitritschleifmittel. Eine andere vorteilhafte Ausführungsform sieht die Verwendung des Schleifmittels als Suspension vor, welche den Raum zwischen den beiden z. B.According to an advantageous embodiment, the abrasive is firmly adhering applied to the flat discs, for example in the form of resin-bonded diamond or boron nitride abrasives. Another advantageous embodiment sees the Using the abrasive as a suspension before making up the space between the two z. B.

aus Bronze bestehenden Scheiben ausfüllt.made of bronze fills.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand einer bevorzugten Ausführung unter Bezugnahme auf die Abbildung noch veranschaulicht.The invention is based on a preferred embodiment illustrated with reference to the figure.

In einer Aufnahme 9 ist die untere (zweite) Scheibe 3 fest angeordnet und mit einem trichterförmigen Haltering 2 gesichert. Die plane Fläche der unteren Scheibe weist nach oben. Die obere (erste) Scheibe 5 ist mit ihrer planen Fläche der unteren Scheibe zugewandt und exzentrisch zur festen Achse I durch eine Exzenterkurbel 1 gegen die untere Scheibe verschiebbar. Die obere Scheibe 5 ist über ein Lager 7 relativ zur Exzenterkurbel um die Achse II der Exzenterwelle frei drehbar. Ein Antrieb der Scheibe erfolgt nicht, durch die Bewegung der Exzenterkurbel ergibt sich jedoch auch eine Drehung der oberen Scheibe um die Achse II. Zwischen den planen Flächen der beiden Scheiben sind die zu bearbeitenden Rundkörper 8 angeordnet. Der Andruck zwischen oberer und unterer Scheibe erfolgt vorteilhafterweise allein durch das Gewicht der oberen Scheibe und ist über dieses einstellbar. Die obere Scheibe ist axial verschiebbar und folgt somit während der Bearbeitung den im Durchmesser abnehmenden Rundkörpern.The lower (second) disk 3 is fixedly arranged in a receptacle 9 and secured with a funnel-shaped retaining ring 2. The flat surface of the lower one Disc faces up. The upper (first) disk 5 is with its flat surface facing the lower disk and eccentric to the fixed axis I by an eccentric crank 1 can be moved against the lower pane. The upper disc 5 is over a bearing 7 freely rotatable about axis II of the eccentric shaft relative to the eccentric crank. A The disc is not driven, which results from the movement of the eccentric crank However, there is also a rotation of the upper disk around axis II. Between the planes The round bodies 8 to be machined are arranged on the surfaces of the two disks. Of the Pressure between the upper and lower pane is advantageously carried out solely by the weight of the upper disc and can be adjusted via this. The upper disc can be moved axially and thus follows the diameter during machining decreasing round bodies.

Die Rundkörper 8 sind in einem ebenfalls relativ zur Achse exzentrisch gelagerten Käfig 4 geführt. Dabei beträgt die Exzentrizität der Käfiglagerung auf der Exzenterwelle die Hälfte der Exzentrizität der oberen Scheibe. Auch der Käfig ist gegenüber der Exzenterkurbel 1 bzw. der Exzenterwelle 6 frei drehbar gelagert. Eine Drehbewegung der oberen Scheibe und des Käfigs erfolgt allein durch den Antrieb der Exzenterkurbel über eine nicht näher eingezeichnete Einrichtung in Verbindung mit der Schleifbewegung zwischen den Werkstücken und den Scheiben.The round bodies 8 are also eccentric relative to the axis mounted cage 4 out. The eccentricity of the cage bearing amounts to of the eccentric shaft half the eccentricity of the upper disc. The cage too is freely rotatable relative to the eccentric crank 1 or the eccentric shaft 6. A rotary movement of the upper disk and the cage takes place solely through the drive the eccentric crank via a device not shown in detail with the grinding movement between the workpieces and the discs.

Dabei entsteht an den Teilen mit den größten Durchmessern eine in erster Näherung diagonal schleifende Bearbeitung unter gleichzeitiger Drehung der Teile und gleichmäßiger Abnutzung der Arbeitsfläche der Scheiben.This creates an in first approximation diagonal grinding machining with simultaneous rotation of the Parts and even wear of the working surface of the discs.

Das Schleifmittel wird in der Form einer Schleifmittelsuspension von den Außendurchmessern der Scheiben ständig zugeführt und durch die Mitte der unteren Scheibe abgesaugt. Die Menge der Schleifmittelsuspension in der Aufnahme ist so bemessen, daß eine ständige Benetzung der Arbeitsflächen der Scheiben gewährleistet ist. Bevorzugterweise erfolgt die Absaugung und Zuführung der Schleifmittelsuspension in einem Kreislauf über eine Schlauchpumpe 11. In den Kreislauf kann eine Einrichtung 13 zur Reinigung der Schleifmittelsuspension von abgetragenen Artikeln eingefügt sein, wodurch insbesondere kostspielige Schaltmittel regeneriert werden können und dadurch die Einsatzzeit erhöht wird. Zudem ist der hermetische Abschluß des Systems gegen die Umwelt möglich, was bei giftigen Substanzen in den Werkstücken oder der Schleifmittelsuspension von bedeutendem Vorteil ist.The abrasive is in the form of an abrasive suspension of constantly fed to the outer diameters of the discs and through the middle of the lower Washer sucked off. The amount of abrasive suspension in the holder is like this dimensioned to ensure constant wetting of the working surfaces of the discs is. The abrasive suspension is preferably suctioned off and fed in in a circuit via a peristaltic pump 11. A device 13 inserted for cleaning the abrasive suspension from worn articles be, whereby in particular expensive switching means can be regenerated and this increases the operating time. In addition, the system is hermetically sealed possible against the environment, what with toxic substances in the workpieces or the Abrasive suspension is a significant advantage.

Der Läppkäfig ist vorteilhafterweise in der Nähe der Absaugöffnung durchbrochen, wodurch bei der Absaugung oben und unten am Käfig gleicher Unterdruck vorhanden ist und eine gleichmäßige Durchströmung des Arbeitsraums gewährleistet ist. Bei Verwendung von Schleifscheiben gilt das im Beispielsfall für die Schleifmittelsuspension Gesagte in gleicher Weise für ein durchströmendes Kühlmittel.The lapping cage is advantageously in the vicinity of the suction opening broken through, which means the same negative pressure at the top and bottom of the cage during suction is available and ensures an even flow through the work area is. When using grinding wheels, this applies to the abrasive suspension in the example What was said in the same way for a coolant flowing through.

Die Rundkörper sind mit ihrer Drehachse rechtwinklig zur Achse III des Käfigs geführt. Gegen eine Querverdrehung sind die Werkstücke im Läppkäfig dadurch gesichert, daß das Aufnahmefester in seinen Abmessungen in der Breite kleiner als die Diagonale der zu bearbeitenden Teile, jedoch größer als der Durchmesser der Teile ist.The rotary axis of the round bodies is at right angles to axis III of the cage. This prevents the workpieces in the lapping cage from twisting transversely ensured that the recording window is smaller than in its dimensions in width the diagonal of the parts to be machined, but larger than the diameter of the Parts is.

Zur Kalibrierung können in den Käfig Nadeln aus einem von der Bearbeitung durch das Schleifmittel nicht betroffenen Werkstoff eingebaut werden, die das Fertigmaß der zu bearbeitenden Teile besitzen und nach Erreichen dieses Maßes einen Anschlag für die Bearbeitung darstellen. Die Bearbeitung wird dann so lange durchgeführt, bis alle Nadeln tragen und somit alle in der Bearbeitung befindlichen Teile das gleiche Maß haben.For calibration, needles from one of the machining centers can be placed in the cage Material not affected by the abrasive can be installed, which is the finished size of the parts to be machined and have a stop after this dimension has been reached for editing. The processing is then carried out for as long as until all needles and thus all parts being processed wear the have the same measure.

Um bei der Verwendung sehr feiner Schleifmittel die Bearbeitungszeiten zu verkürzen, wird vorteilhafterweise zumindest eine der beiden Scheiben, im gezeigten Beispiel die untere Scheibe 3, mit einem Ultraschallerreger 10 verbunden, der an einen Ultraschallgenerator 12 angeschlossen ist. Dadurch wird die Arbeitsfläche der unteren Scheibe in Schwingungen versetzt und die gleichmäßige Verteilung der Schleifmittelsuspension auf der Arbeitsfläche verbessert.To reduce the processing times when using very fine abrasives to shorten, is advantageously at least one of the two disks, shown in Example, the lower disk 3, connected to an ultrasonic exciter 10, which is on an ultrasonic generator 12 is connected. This creates the work surface the lower disk vibrates and the even distribution of the Improved abrasive suspension on the work surface.

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Claims

Claims device for surface finishing of cylindrical Round body in particular with very small dimensions, characterized in that a first (5) and a second (3) disc, each with a flat surface are that the flat surfaces are parallel and facing each other and that to be machined Round body (8) include between them that the first disc (5) via an eccentric crank (1) is axially movable and eccentrically displaceable against the second disc (3) and is freely rotatable relative to the eccentric crank (7), and that in space there is an abrasive between the two discs.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the second Disc (3) is fixed.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized by a Cage (4) for receiving and guiding the round body (8) with half the eccentricity the movement of the first disc also moved by the eccentric crank (i) and is freely rotatable relative to this,

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the cylindrical round body (8) with their axis of rotation are guided at right angles to the axis III of the cage (4).

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that that the abrasive is firmly adhered to the flat discs.

6. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that that the two discs are arranged in a receptacle (9) and the space between the wheels is completely filled with an abrasive suspension.

7. Apparatus according to claim 6, characterized in that the abrasive suspension fed from the outside diameters of the disks and inside through the second disk (3) is sucked through.

8. Apparatus according to claim 6 or 7, characterized in that the abrasive is circulated in a circuit via a hose pump (lt).

9. Device according to one of the preceding claims, characterized in that that at least one of the two discs is connected to an ultrasonic exciter (10) is.