DE3337846A1 - Verfahren und vorrichtung zur schwingungsschleifendbearbeitung einer profilierten werkstueckoberflaeche - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur schwingungsschleifendbearbeitung einer profilierten werkstueckoberflaeche

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DE3337846A1
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    • B24B35/00—Machines or devices designed for superfinishing surfaces on work, i.e. by means of abrading blocks reciprocating with high frequency

Description

Inoue-Japax Research Incorporated Yokohamashi, Kanagawaken, Japan
Verfahren und Vorrichtung zur Schwingungsschleifendbearbeitung einer profilierten Werkstückoberfläche
Die Erfindung bezieht sich auf die Schleifendbearbeitung und insbesondere auf ein verbessertes Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Schleifendbearbeitung einer profilierten Werkstückoberfläche mit einem axial schwingenden Werkzeug mittels Schleifkörner.
Es ist ein Schleifverfahren bekannt, bei dem ein axial schwingendes Werkzeug in Druckkontakt mit einer Werkstückoberfläche in der Gegenwart von Schleifkörnern gebracht wird. Die Schieifkörner können ein Teil des Werkzeugs durch Befestigung damit sein oder anders in einer Fluidsuspension in die Poliergrenzfläche zugeführt werden. Das axiale Werkzeug läßt man/mit einer Frequenz schwingen, die typisch im Ultraschallbereich liegt, um hochbeschleunigende Kräfte zu erzeugen, die die Schleifkörner antreiben, um auf die Werkstückoberfläche aufzutreffen und darauf eine beschleunigte Schleifwirkung zu verursachen. Diese
Technik wurde bisher hauptsächlich für Formzwecke angewandt, wo eine beträchtliche Materialmenge grob von Rohmaterialien, wie z. B. Karbiden, Keramikmater'ial ien und Glas, die gewöhnlich spröde sind, abzutragen ist.
Wenn man versucht, das beschriebene Schleifverfahren auf die Präzisions-Endbearbeitung eines profilierten Werkstücks mit einem komplizierten Oberflächenprofil, wie man es auf dem Gebiet der Gesenk- oder Formenherstellung antrifft, auf automatischer Basis anzuwenden, treten Schwierigkeiten bezüglich der Genauigkeit und Endbearbeitungsqualitat der verarbeiteten Oberfläche sowie bezüglich der bei dem Verfahren erreichbaren Endbearbei tungsgeschwindigkeit auf. Erstens ist der dadurch erhaltene Oberflächenendzustand verhältnismäßig schlecht. Zweitens wäre es erforderlich, den aktiven Teil eines Werkzeugs relativ zum Werkstück genau längs einer gegebenen, dem Formprofil im Werkstück entsprechenden Bahn zu ver- ; schieben, während die Polierwerkzeug- und Werkstückgrenz- ; fläche mit den zwischengefügten Schleifkörnern gehalten wird. :
■ Hierzu kann man eine numerische Bahnsteuerung oder Schablonenkopiersteuerung verwenden, um das Werkzeug längs einer
programierten Bahn und mit einer Vorschubgeschwindigkeit vorzurücken, die erforderlich ist, um die benötigte Polierwerkzeug- und Werkstückgrenzfläche mit den dazwischengefügten Schleifkörnern beizubehalten. Bei der Einstellung der Vorschubgeschwindigkeit ist es, soweit das rohjgeformte Profil zur Endbearbeitung durch eine Oberflächenunregelmäßigkeit gekennzeichnet ist und damit die geringe, durch die Endbearbeitung abzutragende Materialmenge von einer
StelVe am Profil zur anderen variiert, erforderlich, die Geschwindigkeit auf einen Minimalwert unter Berücksichtigung eines Teils einzustellen, der die Maximalmenge der Material abtragung benötigt. Daher ist der Vorgang unvermeidlich zeitaufwendig.
Weiter muß der Werkzeugverschleiß, soweit unvermeidlich, bei der Bestimmung der tatsächlichen Bahn des Werkzeugvorschubs in Betracht gezogen werden. Ohne Bestimmung der genauen Information des Werkzeugverschleißes würde eine Endbearbeitung nie mit ausreichender Genauigkeit erzielt werden, da eine Werkzeugverschiebung von einem gegebenen Profil nicht so erhalten werden kann, um den Werkzeugverschleiß zu kompensieren. Beim beschriebenen Verfahren verschleißt jedoch das Werkzeug unvermeidlich bei Vorspannung oder mit Ungleichheit über seiner Umfangsfläche, und gerade bei einem hochkomplizierten Format, bei dem er praktisch unmöglich zu bestimmen ist, soweit die genauen Einzelheiten der Oberflächenunregelmäßigkeit der profilierten Werkstückoberfläche und damit die genauen Mengen örtlicher Materialabtragung, wie benötigt, praktisch undefinierbar sind, die weiter kompliziert werden, wenn sie mit den genauen Einzelheiten der Kompliziertheit des endzubearbeitenden Formprofils berücksichtigt werden. So würde es, wenn eine Bahn des Werkzeugvorschubs angemessen entsprechend dem endzubearbeitenden Oberflächenprofil eines profilierten Werkstücks definiert wird, fast unmöglich sein, eine geeignet modifizierte Bahn für den tatsächlichen Vorschub des Werkzeugs relativ zum Werkstück vorzusehen, die eine genaue Kompensation für den Werkzeugverschleiß ergibt.
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Außerdem würde sich, während es erwünscht sein kann, einen konstanten axialen oder seitlichen Druck zum Andrücken des Werkzeugs gegen die zu bearbeitende Oberfläche aufrechtzuerhalten, die Schleifwirkung unvermeidlich aufgrund der großen oder unregelmäßigen Änderung der wirksamen Schleifkontaktfläche ändern, so daß die Genauigkeit und die Endbearbeitungsqualität des polierten Oberflächenprofils viel geringer als befriedigend sein würden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein neues und verbessertes Verfahren zum schleifenden Polieren einer profilierten Werkstückoberfläche mit einem axialen Werkzeug mittels Schleifkörner zu entwickeln, mit dem die vorstehend aufgeführten Schwierigkeiten überwunden werden, und auch eine neue und verbesserte Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens anzugeben.
Gegenstand der Erfindung, womit diese Aufgabe gelöst wird, ist zunächst ein Verfahren zur Schleifendbearbeitung einer profilierten Werkstückoberfläche mit einem axial schwingenden Werkzeug mittels Schleifkörner, bei dem die axial schwingende aktive Werkzeugoberfläche in Druckkontakt mit einem Teil der zu schleifenden Oberfläche des Werkstücks in Gegenwart der Schleifkörner dazwischen gebracht wird und das Werkzeug und das Werkstück allgemein translatorisch und quer zur Werkzeuglängsachse relativ so verschoben werden, daß die hin- und hergehende aktive Werkzeugoberfläche von dem kontaktierten Teil aus nacheinander die gesamte zu schleifende Oberfläche unter Aufrechterhaltung des ^Schleifdruckkontakts dazwischen überstreicht, mit dem Kennzeichen, daß a) das axial schwingende Werkzeug gleichzeitig um seine Längsachse unter Bildung einer
COPY j
hin- und hergehenden rotierenden aktiven Werkzeugoberfläche gedreht wird, daß
b) diese hin- und hergehende rotierende aktive Werkzeugoberfläche in Druckkontakt mit einem Teil der profilierten Werkstückoberfläche gebracht wird,
daß c) sofort danach und während der relativen Verschiebung des Werkzeugs und des Werkstücks bei aufrechterhaltenem Schleifdruckkontakt eine an der hin- und hergehenden rotierenden aktiven Werkzeugoberfläche auftretende Belastung zur Erzeugung eines die augenblickliche Änderung der Belastung anzeigenden Ausgangssignals unverzüglich erfaßt wird und
daß d) im Ansprechen auf das Ausgangssignal die relative translatorische Verschiebung zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück zur wesentlichen Konstanthaltung der an der aktiven Werkzeugoberfläche auftretenden Belastung gesteuert wird.
Es ist zweckmäßig, daß eine vorbestimmte Verschiebungs-
*)
bahn zwecks Überstreichens dessen gesamter zu schleifender Oberfläche programmiert wird, daß vom Ausgangssignal ein weiteres unverzügliches, den Verschleiß des Werkzeugs anzeigendes Signal abgeleitet wird und daß die programmierte Bahn für die tatsächliche Relativverschiebung zwischen der Werkzeugachse und dem Werkstück entsprechend dem weiteren Signal zur wesentlichen Konstanthaltung der Belastung geändert wird.
Vorzugsweise ist die Belastung an der aktiven Werkzeugoberfläche auftretender Schwingungs-Rotations-Widerstand, und im Schritt d) wird die Geschwindigkeit der
*) der Werkzeugachse relativ zum Werkstück
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relativen Translationsverschiebung zur wesentlichen Konstanthaltung dieses Widerstandes gesteuert.
Gegenstand der Erfindung ist außerdem eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, die ein in Längsachsenrichtung mittels eines ersten Antriebs schwingendes Werkzeug und Einrichtungen zum Bringen der axial schwingenden aktiven Werkzeugoberfläche in Druckkontakt mit einem Teil der zu schleifenden Oberfläche des Werkstücks in Gegenwart von Schleifkörnern dazwischen und zur Relativverschiebung des Werkzeugs und des Werkstücks allgemein translatorisch und quer zur Werkzeuglängsachse derart, daß die hin- und hergehende aktive Werkzeugoberfläche von dem kontaktierten Teil aus nacheinander die gesamte zu schleifende Oberfläche unter Aufrechterhaltung des Schleifdruckkontakts dazwischen überstreicht, aufweist, mit dem Kennzeichen, daß sie einen zweiten Antrieb zum Drehen des schwingenden Werkzeugs um seine Längsachse zur Bildung einer hin- und hergehenden rotierenden aktiven Werkzeugoberfläche, eine Einrichtung zum Bringen dieser hin- und hergehenden rotierenden aktiven Werkzeugoberfläche in Druckkontakt mit einem Teil der profilierten Werkstückoberfläche, eine Fühlereinrichtung zum sofortigen Erfassen einer an der hin- und hergehenden rotierenden aktiven Werkzeugoberfläche auftretenden Belastung bei Schleifdruckkontakt mit der profilierten Werkstückoberfläche zur Erzeugung eines die augenblickliche Änderung der Belastung anzeigenden Ausgangssignals und eine auf das Ausgangssignal ansprechende Steuereinrichtung zum Steuern der relativen translatorischen Verschiebung zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück zur wesentlichen Konstanthaltung der an der aktiven Werkzeugoberfläche auftretenden Belastung aufweist.
Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiele näher erläutert; darin zeigen:
Fig. 1 einen Grundriß zur schematischen Veranschaulichung eines Axial Werkzeugs beim Verfahren der Schleifendbearbeitung eines grob bearbeiteten Profils in einem Werkstück;
Fig. 2 eine Seiten- oder Vorderansicht, z. T. im Schnitt, zur schematischen Veranschaulichung eines Teils einer Schleifendbearbeitungsvorrichtung nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
Fig. 3 eine Seiten- oder Vorderansicht zur schematischen Veranschaulichung einer der in Fig. 2 ähnlichen Vorrichtung zum Verfahren der Endbearbeitung eines anderen, im Werkstück roh ausgearbeiteten Profils.
In Fig. 1 ist ein Oberflächenprofil S gezeigt, das in einem Werkstück W grob ausgearbeitet ist. Es ist erwünscht, daß das Profil S mit einem schwingenden zylindrischen Werkzeug T durch Schleifen endbearbeitet wird, um ein gewünschtes Endbearbeitungsprofil So zu ergeben. Hierzu sieht man, daß ein geringes Material volumen V, das am schraffierten Teil noch vorliegt, mit Genauigkeit abzutragen ist. Das Werkzeug T wird in der Richtung seiner Längsachse 0 und, wie dargestellt, senkrecht zur Zeichenebene in Schwingung versetzt. Schleifkörner sind im Bereich der Grenzfläche zwischen dem Werkstück W und dem schwingenden Werkzeug T angeordnet, das seitlich in Druckkontakt damit gehalten wird, während das Werkzeug T und das Werkstück W relativ translatorisch längs einer Bahn L
verschoben werden, die vom Endprofil So durch den Abstand D oder den Radius des Werkzeugs T beabstandet ist. Die Bahn L entspricht so grundsätzlich dem Endprofil So, doch muß für ihre Bestimmung der progressive Schleifverschleiß des Werkzeugs T berücksichtigt werden. Bei der gezeigten und beschriebenen Anordnung verschleißt das Werkzeug T bei Vorspannung an der rechten Seite, so daß sein Profil nicht-kreisförmig wird. Weiter muß das Werkzeug T aufgrund der vorliegenden Unregelmäßigkeit eines grob geformten Profils S auf eine sich ändernde Fläche A treffen, so daß sich die Belastung von einer Stelle zur nächsten ändert, um das restliche zu entfernende Material V abzutragen. Als Ergebnis würde es praktisch unmöglich sein, den augenblicklichen Abstand oder die Abweichung D und damit die Bahn L genau vorauszusagen. Wenn die Kontaktfläche A wächst, fällt der wirksame Druck zum Schleifen, und die wirksame Menge von Schieifkörnern wird unzureichend, Wenn man dann das Werkzeug T vorrücken läßt, ist es möglich, daß eine unvorhersehbare plötzliche Änderung der Belastung auftritt und sich unvermeidlich ein ernstlicher Endbearbeitungsfehler entwickelt. Die Erfindung bezweckt die Überwindung dieser Probleme.
In den Fig. 2 und 3 ist ein Werkstück 1 bei der Schleifendbearbeitung mit einem axial schwingenden Werkzeug 2 gezeigt. In der Anordnung nach Fig. 2 ist das Werkstück 2 zylindrisch und wird seitlich gegen ein Innenprofil 1a gedrückt, das grob in einem Werkstück 1 geformt ist. In der Anordnung nach Fig. 3 hat das Werkzeug 2 einen aktiven Teil 2a von kelchförmigem Profil, der im Eingriff mit einem dreidimensionalen Profil 1a ist, das wiederum grob in einem Werkstück 1 geformt ist. Es ist wesentlich, daß das
Werkzeugprofil symmetrisch um seine Achse ist, wie offenbar ist. Schleifkörner 3 können, wie Fig. 2 zeigt, kontinuierlich zur Werkzeug- und Werkstückgrenzflache in einer Fluidsuspension 31, z. B. als eine Trübe, eingeführt werden,\die aus einer geeigneten Düse 4 zugeführt wird. Alternativ können die Schleifkörner 3 Teil des Werkzeugs sein, indem sie vorher mit diesem verbunden sind.
Das Werkzeug 2 wird in Längsrichtung mittels eines elektromechanischen Wandlers 5 in Schwingungen versetzt, der daran über einen Verstärkerhornadapter 6 befestigt ist (Fig. 2). Eine Spule 8, die durch eine Hochfrequenzstromquelle 7 (Fig. 3) gespeist ist, ist um den Wandler 5 gewickelt, um diesem eine mechanische Schwingung einer Frequenz, z. B. von 10 bis 100 kHz, vorzugsweise 20 bis 50 kHz aufzudrücken, die nach Verstärkung durch den Hornadapter 6 übertragen wird, um das Werkzeug 2 vertikal schwingen zu lassen. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, ist der Wandler 5 mit Hilfe von Lagern 9 und 10 gelagert, so daß er selbst, der Hornadapter 6 und das Werkzeug 2, die untereinander fest verbunden sind, als einheitlicher Körper in der Vertikal richtung frei schwingen können. Die unteren Lager 10 sind ein Teil eines unteren Gehäuses 11, das darin den Hornadapter 6 aufnimmt und einen daran befestigten durchbohrten Blocki2 trägt, durch den das Werkzeug 2 vorragt. Die oberen Lager 9 sind ein Teil eines Gehäuses 13, das an einem Endteil eines horizontal gerichteten·
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Armes vorgesehen ist, der an einer (nicht dargestellten) Maschinensäule, die auf einer (nicht dargestellten) Maschinenbasis aufrecht steht, vertikal verschiebbar montiert ist.
Der säulenförmige Wandler 5 hat an seinem oberen Endteil
eine Fassung, die einen Flansch 15 und eine Spindel 16 aufweistj die als mit dem Wandler 5 einstückig betrachtet werden können. Der Flansch 15 ruht auf dem oberen Lagerteil 9 über Kugellager 17, undjdie Spindel 16 hat eine daran fest angebrachte Riemenscheibe 18, die über einen Transmissionsriemen 19 mit einer Riemenscheibw 20 verbunden ist, welch letztere fest auf der Ausgangswelle eines elektrischen Motors 22 angebracht ist, der fest auf dem Arm 14 ruht und durch einen Motorantriebskreis speisbar ist. Eine Kompressionsfeder 24 ist zwischen einer Druckplatte 25 und der Riemenscheibe 18 auf der Spindel angeordnet, um den Flansch 15, den Wandler 5, den Hornadapter 6 und das Werkzeug 2, die untereinander befestigt sind, nach unten vorzuspannen, wobei ermöglicht ist, daß man sie zusammen durch den Ausgang des Motors 22 rotieren, läßt. Die sämtlichen Bauelemente 15-25 sind innerhalb einer Abdeckung 26 untergebracht, die über dem Gehäuse 13 und auf dem Arm 14 ruht, und eine Druckjustierschraube ist durch die Abdeckung 26 justierbar eingeschraubt, um den von der Feder 24 gegen den Flansch 15 ausgeübten Abwärtsvorspanndruck zu justieren.
So läßt man gemäß einem wesentlichen Merkmal der Erfindung das axiale Werkzeug 2, das durch den Schwingungsantrieb 5-8 axial in Schwingungen versetzt wird, durch den Rotationsantrieb 18-23 rasch, z. B. mit einer Drehzahl von 500 bis 5000 U/min rotieren, um eine hin- und hergehende rotierende aktive Werkzeugoberfläche 2a in Druckkontakt mit der profilierten Oberfläche 1a des Werkstücks 1' zu erzeugen und so zu ermöglichen, daß der Schleifverschleiß des Werkzeugs 2 nicht örtlich auftritt, sondern gleichmäßig über seinen Umfang verteilt wird. .
Nach einem weiteren
wesentlichen Merkmal der Erfindung wird eine Belastung, d. h. ein Schwingungs-Rotations-Widerstand, die bzw. der an der aktiven Werkzeugoberfläche 2a im Schleifdruckkontakt mit der profilierten Oberfläche 1a des Werkstücks 1 auftritt, augenblicklich erfaßt.
Wie in Fig. 3 gezeigt ist, ist das Werkstück 1 fest auf einem Werkstücktisch 28 montiert, der in einer Quervorschubanordnung ausgelegt ist und von einem Paar von Motoren und 30 angetrieben wird, um das Werkstück 1 in einer X-Y-Ebene zu verschieben. Der X-Achsenmotor 29 und der Y-Achsenmotor 30 werden mit Steuerantriebsimpulsen gespeist, die von einer numerischen Steuereinheit 31 geliefert werden, mit der ein Taktimpulsgeber 32 verbunden ist. Der Taktimpulsgeber 32 liefert eine Reihe von Taktimpulsen, die in der Steuereinheit 31 in X-Achsenkomponentensteuerimpulse und Y-Achsenkomponentensteuerimpulse entsprechend vorgespeicherten Daten für eine Verschiebungsbahn des Werkstücks 1 relativ zum Werkzeug 2 aufgeteilt werden. Die Bahn ist vorprogrammiert, um zu ermöglichen, daß das Werkzeug 2 mit einem gegebenen ursprünglichen Radius genau dem Formoberflächenprofil 1a dreidimensional im Beispiel der Fig. 3 und zweidimensional im Beispiel der Fig. 2 folgt. Die Geschwindigkeit der relativen Verschiebung längs der programmierten Bahn wird durch die Ausgangsfrequenz des Taktimpulsgebers 32 bestimmt, die hier variabel ist.
Um augenblicklich und unverzüglich den an der aktiven Werkzeugoberfläche 2a des Werkzeugs 2 auftretenden Schwingungs-Rotations-Widerstand zu erfassen, ist ein Drehmomentsensor 33 vorgesehen, der in Rotationserfassungsbeziehung mit dem Werkzeug 2, wie in Fig. 2 gezeigt, oder mit
dem Adapter 6, wie in Fig. 3 gezeigt ist, angeordnet sein kann. Der Drehmomentsensor 33 ist hier dazu ausgelegt, eine Rotationskomponente der Belastung oder des Widerstandes zu erfassen, und vorzugsweise kann ein weiterer Sensor 34 vorgesehen sein, um eine Schwingungskqniponente
die bzw. der Belastung oder des Widerstandes zu erfassen,/der an der hin- und hergehenden rotierenden aktiven Werkzeugoberfläche 2a auftritt. Der letztere Sensor 34 kann ein Ringmaterial 34a hoher magnetischer Permeabilität, das angebracht ist* um den Adapter 6 im Gehäuse 11, wie dargestellt, oder das Werkzeug 2 im Block 12 fest aufzunehmen, und eine Spule 34b aufweisen, die durch eine Stromquelle 34c speisbar ist und Ausgangserfassungsanschlüsse 34d hat, die mit einem Servosteuerkreis 35 verbunden sind, wie noch beschrieben wird. So entwickelt sich an den Anschlüssen 34d ein Ausgangssignal, das eine Änderung in der Amplitude der Schwingung des Werkzeugs anzeigt, welche Änderung durch eine entsprechende Änderung der Belastung oder des Widerstandes verursacht wird, die bzw. der an der aktiven Werkzeugoberfläche 2a auftritt.
Der Drehmomentsensor 33 kann einen herkömmlichen rotierenden Kodierer 33a magnetischen Typs, der am Werkzeug 2 oder am Adapter 6 angebracht ist, und eine Fühlerspule 33b aufweisen, die Ausgangsanschlüsse 33c aufweist, die mit einem Verarbeitungskreis 33d verbunden sind, der seinerseits mit dem Servosteuerkreis 35 verbunden ist. Die Frequenz der in einer Reihe an den Ausgangsanschlüssen 33c entwickelten Impulse ist der Drehzahl des Werkzeugs 2 proportional und wird mit einer festen, im Verarbeitungskreis 33d voreingestellten Bezugsfrequenz verglichen, um ein Ausgangssignal zu liefern, das eine Änderung der Drehzahl des Werkzeugs
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anzeigt, und in den Servosteuerkreis 35 gespeist wird. Die Ausgangswelle 21 kann auch mit einer Kodieranordnung, wie beschrieben, versehen sein, um ein Bezugsfrequenzsignal zu liefern, mit der das an den Anschlüssen 33c entwickelte Frequenzsignal verglichen werden kann. Ein solcher Kodierer, wie vorgesehen, erzeugt gleichfalls eine Reihe von Impulsen, und die Frequenz dieser Impulse stellt die vom Motor 22 erzeugte und auf das Werkzeug 2 übertragene Eingangsdrehzahl dar. So liefert der Verarbeitungskreis 33d ein Ausgangssignal, das eine Änderung im Drehmoment oder im Rotationswiderstandsbestandteil der Belastung darstellt, die an der hin- und hergehenden rotierenden aktiven Werkzeugoberfläche 2a auftritt.
Der Servosteuerkreis 35 spricht auf den vom Drehmomentsensor 33 gelieferten Ausgang und vorzugsweise auch auf den vom Schwingungsamplitudensensor 34 gelieferten Ausgang an, um ein Steuersignal von seinem Ausgang 35a zu liefern, der mit dem an die numerische Steuereinheit 31 angeschlossenen Taktimpulsgenerator 32 verbunden ist. Das so gelieferte Steuersignal wird dem Taktimpulsgenerator 32 zugeführt, um seine Ausgangsimpulsfrequenz zu ändern und so die Geschwindigkeit der Translationsverschiebung längs der gegebenen Bahn des Werkstücks relativ zum schwingenden und rotierenden Werkzeug 2 im Schleifdruckkontakt damit zu ändern, um so die Belastung oder den Widerstand, die bzw. der an der Werkzeugoberfläche 2a auftritt, im wesentlichen konstant zu halten. So wird die Abtragungsgeschwindigkeit des restlichen Materials V je Flächeneinheit des Schleifdruckkontakts der aktiven Werkzeugoberfläche mit dem Formprofil trotz Änderungen der Fläche A wirksam im wesentlichen konstant gehalten, so daß eine maximale oder optimale
Endbearbeitungsgeschwindigkeit erhalten wird (Fig. 1). Weiter wird die Verschleißgeschwindigkeit wirksam während des gesamten Ablaufs der Endbearbeitung längs des Oberflächenprofils S im wesentlichen konstant gemacht. Dies ermöglicht eine hochgradig genaue Voraussage der optimalen Bahn (L)^der die Achse 0 des Werkzeugs bezüglich des Werkstücks W zu folgen hat, und damit eine hochgradig verbesserte Endbearbeitungsgenauigkeit. Wenn eine genaue Information für die Werkzeugverschleißgeschwindigkeit gegeben ist, kann eine nominelle Bahn, die versuchsweise auf der Basis des gewünschten Endprofils So und des ursprünglichen Radius des Werkzeugs 2 programmiert ist, ohne weiteres geändert werden, um dadurch eine tatsächliche von der Werkzeugachse 0 relativ zum Werkstück W zu befolgende Bahn zu erhalten.
Während eine solche modifizierte Bahn so in der numerischen Steuereinheit 31 vorprogrammiert werden kann, ist es auch möglich, die nominelle Bahn während des Verfahrens zu ändern. Hierzu kann der Steuerkreis 35 auch ausgelegt sein, um aus den durch die Anschlüsse 33d und 33e ankommenden Eingangssignalen ein weiteres Ausgangssignal abzuleiten, das die Verschleißgeschwindigkeit der aktiven Werkzeugoberfläche 2a anzeigt, und es durch dessen zweiten Ausgangsanschluß 35b zur numerischen Steuereinheit 31 zu leiten, um zu ermöglichen, daß die letztere unverzüglich die vorprogrammierten nominellen Bahndaten dadurch ändert. Der Steuerkreis 35 kann weiter zusätzliche Ausgänge 35c und 35d haben, um Steuerbefehle dem Steuerkreis für den Motor 22 und dem Steuerkreis 7 für die Hochfrequenzschwingung, die auf das Werkzeug 2 übertragen ist, zuzuführen .

Claims (4)

  1. Ansprüche
    'I , Verfahren zur Schleifendbearbeitung einer profilierten Werkstückoberfläche mit einem axial schwingenden Werkzeug mittels Schleifkörner, bei dem die axial schwingende aktive Werkzeugoberfläche in Druckkontakt mit einem Teil der zu schleifenden Oberfläche des Werkstücks in Gegenwart der Schleifkörner dazwischen gebracht wird und das Werkzeug und das Werkstück allgemein translatorisch und quer zur Werkzeuglängsachse relativ so verschoben werden, daß die hin- und hergehende aktive Werkzeugoberfläche von dem kontaktierten Teil aus nacheinander die gesamte zu schleifende Oberfläche unter Aufrechterhaltung des Schleifdruckkontakts dazwischen überstreicht,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß a) das axial schwingende Werkzeug gleichzeitig um seine Längsachse unter Bildung einer hin- und hergehenden rotierenden aktiven Werkzeugoberfläche gedreht wird,
    daß b) diese hin- und hergehende rotierende aktive Werkzeugoberfläche in Druckkontakt mit einem Teil der profilierten Werkstückoberfläche gebracht wird,
    daß c) sofort danach und während der relativen Verschiebung des Werkzeugs und des Werkstücks bei aufrechterhaltenem Schleifdruckkontakt eine an der hin- und hergehenden rotierenden aktiven Werkzeugoberfläche auftretende Belastung zur Erzeugung eines die augenblickliche Änderung der Be-
    581-(A1478)-TF
    33378Λ6
    lastung anzeigenden Ausgangssignals unverzüglich erfaßt wird und
    daß d) im Ansprechen auf das Ausgangssignal die relative translatorische Verschiebung zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück zur wesentlichen Konstanthaltung der an der aktiven Werkzeugoberfläche auftretenden Belastung gesteuert wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    ) daß eine vorbestimmte Verschiebungsbahn zwecks Überstreichens dessen gesamter zu schleifender Oberfläche programmiert wird,
    daß vom Ausgangssignal ein weiteres unverzügliches, den Verschleiß des Werkzeugs anzeigendes Signal abgeleitet wird und
    daß die programmierte Bahn für die tatsächliche Relativverschiebung zwischen der Werkzeugachse und dem Werkstück entsprechend dem weiteren Signal zur wesentlichen Konstanthaltung der Belastung geändert wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
    daß die Belastung ein an der aktiven Werkzeugoberfläche auftretender Schwingungs-Rotations-Widerstand ist und
    daß im Schritt d) die Geschwindigkeit der relativen Translationsverschiebung zur wesentlichen Konstanthaltung dieses Widerstandes gesteuert wird.
    *) der Werkzeugachse relativ zum Werkstück
  4. 4. Vorrichtung zur-Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, die ein in Längsachsenrichtung mittels eines ersten Antriebs schwingendes
    'S
    Werkzeug und
    Einrichtungen zum Bringen der axial schwingenden aktiven Werkzeugoberfläche in Druckkontakt mit einem Teil der zu schleifenden Oberfläche des Werkstücks in Gegenwart von Schleifkörnern dazwischen und zur Relativverschiebung des Werkzeugs und des Werkstücks allgemein translatorisch und quer zur Werkzeuglängsachse derart, daß die hin- und hergehende aktive Werkzeugoberfläche von dem kontaktierten Teil aus nacheinander die gesamte zu schleifende Oberfläche unter Aufrechterhaltung des Schleifdruckkontakts dazwischen überstreicht, aufweist,
    dadurch gekennzeichnet, daß sie einen zweiten Antrieb (18-23) zum Drehen des schwingenden Werkzeugs (2) um seine Längsachse zur Bildung einer hin- und hergehenden rotierenden aktiven Werkzeugoberfläche (2a)jjeine Einrichtung (28-30) zum Bringen dieser hin- und hergehenden rotierenden aktiven Werkzeugoberfläche (2a) in Druckkontakt mit einem Teil der profilierten Werkstückoberfläche (laKjeine Fühlereinrichtung (33; 33, 34) zum sofortigen Erfassen einer an der hin- und hergehenden rotierenden aktiven Werkzeugoberfläche (2a) auftretenden Belastung bei Schleifdruckkontakt mit der profilierten Werkstückoberfläche (1a) zur Erzeugung eines die augenblickliche Änderung der Belastung anzeigenden Ausgangssignals und
    eine auf das Ausgangssignal ansprechende Steuereinrichtung (35, 32, 31) zum Steuern der relativen translatorischen
    Verschiebung zwischen dem Werkzeug (2) und dem Werkstück (1) zur wesentlichen Konstanthaltung der an der aktiven Werkzeugoberfläche (2a) auftretenden Belastung aufweist.
DE3337846A 1982-10-18 1983-10-18 Verfahren und vorrichtung zur schwingungsschleifendbearbeitung einer profilierten werkstueckoberflaeche Withdrawn DE3337846A1 (de)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4630214A (en) * 1984-04-13 1986-12-16 Moore Special Tool Co., Ltd. Jig grinder with automatic reciprocation and outfeed control
JPH0661697B2 (ja) * 1985-04-18 1994-08-17 アマダ エンジニアリング アンド サ−ビス カンパニ− インコ−ポレ−テツド 磁性流体を用いた研磨装置
US4617764A (en) * 1985-05-23 1986-10-21 Experimentalny Nauchno-Issledovatelsky Institut Metallorezhuschikh Stankov NC vertical spindle jig grinder
JPH074765B2 (ja) * 1986-03-03 1995-01-25 長尾 高明 曲面加工装置
US4724636A (en) * 1986-10-08 1988-02-16 Westinghouse Electric Corp. Grinding tool for use in a fuel assembly repair and reconstitution system
JP2626748B2 (ja) * 1987-01-16 1997-07-02 トヨタ自動車株式会社 自由曲面の創成研削方法
FR2613651B1 (fr) * 1987-04-10 1994-07-22 Onera (Off Nat Aerospatiale) Machine d'usinage par abrasion ultrasonore
DE3834279A1 (de) * 1988-10-08 1990-04-12 Bwg Bergwerk Walzwerk Verfahren und anlage zur spanabhebenden bearbeitung von brammen und bloecken
JP2682260B2 (ja) * 1991-05-09 1997-11-26 松下電器産業株式会社 微小研磨方法及び微小研磨工具
US5361543A (en) * 1992-10-01 1994-11-08 Michael Bory Device for ultrasonic erosion of a workpiece
EP0612583A1 (de) * 1993-01-25 1994-08-31 EROSONIC AG i.K. Vorrichtung zum Rückziehen eines Arbeitsschlittens einer Werkzeugmaschine, insbesondere einer Ultraschall-Bearbeitungsmaschine
DE4444853B4 (de) * 1994-12-16 2006-09-28 Hilti Ag Handgerät zur materialabtragenden Bearbeitung mit elektroakustischem Wandler für die Erzeugung von Ultraschallschwingungen
JPH0970751A (ja) * 1995-09-06 1997-03-18 Ebara Corp ポリッシング装置
US6120356A (en) 1998-09-02 2000-09-19 Xerox Corporation Grinding wheel with geometrical pattern
SE515173C2 (sv) * 1999-11-10 2001-06-25 Skf Nova Ab Anordning vid en verktygsbärande enhet för förflyttning av en roterbar axel i axiell riktning
ES2308193T3 (es) * 2004-07-02 2008-12-01 Sauer Gmbh Herramienta de cabeza oscilante.
TW200932468A (en) * 2008-01-21 2009-08-01 Grain Electronics Inc Glass processing apparatus and method
FR2949204B1 (fr) * 2009-08-21 2011-10-14 Snecma Machine d'usinage pour cmc par fraisage et abrasion par ultrasons
US8550876B2 (en) * 2011-08-08 2013-10-08 Apple Inc. Force-controlled surface finishing through the use of a passive magnetic constant-force device
US10639746B1 (en) 2014-06-20 2020-05-05 Apple Inc. Ceramic-based components having laser-etched markings
WO2017049763A1 (zh) * 2015-09-21 2017-03-30 青岛理工大学 一种冷却与静电雾化成膜的骨外科手术磨削实验装置
US10144107B2 (en) * 2015-09-30 2018-12-04 Apple Inc. Ultrasonic polishing systems and methods of polishing brittle components for electronic devices
DE102016217251A1 (de) * 2016-09-09 2018-03-15 Sauer Gmbh Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks aus Hartmetall für die Herstellung eines Werkzeuggrundkörpers an einer numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine mit werkzeugtragender Arbeitsspindel
DE102017121269A1 (de) * 2017-09-14 2019-03-14 Microcut Ltd. Verfahren und Vorrichtung zur Feinbearbeitung von zylindrischen Werkstückflächen
CN112783264A (zh) 2019-11-11 2021-05-11 苹果公司 包括纹理化陶瓷盖的生物识别按键
US11113494B2 (en) 2019-11-11 2021-09-07 Apple Inc. Biometric key including a textured ceramic cover

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3015914A (en) * 1958-04-21 1962-01-09 Sheffield Corp Machine tool
DE2708812A1 (de) * 1976-03-01 1977-09-08 Toyo Kogyo Co Vorrichtung zum schleifen und polieren, insbesondere honen von werkstuecken
DE2159876B2 (de) * 1970-12-19 1978-10-05 Toyoda Koki K.K., Kariya, Aichi (Japan) Anpaßsteuerung für eine Schleifmaschine

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2791066A (en) * 1955-02-18 1957-05-07 Bendix Aviat Corp Machine tool
US3451175A (en) * 1966-02-09 1969-06-24 Joseph Sunnen Honing machines
GB1143785A (de) * 1966-03-16
US3492847A (en) * 1966-12-06 1970-02-03 Alexandr Alexandrovich Ustyant Device for controlling the pressing force of an ultrasonic tool against an article being machined
US3601930A (en) * 1969-11-17 1971-08-31 Heald Machine Co Grinding machine
US3699719A (en) * 1971-01-25 1972-10-24 Nicholas Rozdilsky Ultrasonic machining
GB1333184A (en) * 1971-05-13 1973-10-10 Rostovsky Na Donu Inst Selskok Ultrasonic machine tool for drillingand machining holes
US3939610A (en) * 1973-07-30 1976-02-24 Shatai Kogiyo Co. Ltd. Device and method of grinding metallic molds and products automatically
JPS53135095A (en) * 1977-04-28 1978-11-25 Inoue Japax Res Inc Oscillatory processing machine

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3015914A (en) * 1958-04-21 1962-01-09 Sheffield Corp Machine tool
DE2159876B2 (de) * 1970-12-19 1978-10-05 Toyoda Koki K.K., Kariya, Aichi (Japan) Anpaßsteuerung für eine Schleifmaschine
DE2708812A1 (de) * 1976-03-01 1977-09-08 Toyo Kogyo Co Vorrichtung zum schleifen und polieren, insbesondere honen von werkstuecken

Also Published As

Publication number Publication date
GB2134019A (en) 1984-08-08
US4524543A (en) 1985-06-25
GB2134019B (en) 1986-01-22
FR2534512A1 (fr) 1984-04-20
IT8349172A0 (it) 1983-10-17
JPS5973272A (ja) 1984-04-25
IT1170523B (it) 1987-06-03
GB8327395D0 (en) 1983-11-16
FR2534512B1 (fr) 1989-09-22

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