DE3509736A1

DE3509736A1 - Verfahren zum schleifen einer gerundeten ringfoermigen ecke an einem werkstueck

Info

Publication number: DE3509736A1
Application number: DE19853509736
Authority: DE
Inventors: Hitoshi Anjoh Aichi Akabane; Gen Kariya Aichi Ishiyama
Original assignee: Toyoda Koki KK
Current assignee: Toyoda Koki KK
Priority date: 1984-03-19
Filing date: 1985-03-18
Publication date: 1985-10-03
Also published as: US4619083A; JPS60197355A; JPH0349701B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Schleifen einer gerundeten, ringförmig umlaufenden, zwischen einem zylindrischen Teil sowie einem an dieses angrenzenden Schulterteil eines Werkstücks ausgebildeten Ecke, die einen übergang zwischen dem Zylinder- sowie Schulterteil bildet, und insbesondere auf ein Verfahren zum Schleifen einer solchen gerundeten ringförmigen Ecke des Werkstücks mit einer Schleifscheibe, deren Drehachse quer zur Drehachse des Werkstücks, d.h. diese Drehachse schneidend, angeordnet ist.

Zur Erläuterung des Standes der Technik, von dem die Erfindung ausgeht, wird auf die beigefügte Fig. 1 Bezug genommen, die eine schematische Darstellung für ein herkömmliches Schleifverfahren für eine gerundete ringförmige Ecke gibt.

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Gemäß Fig. 1 wird eine zwischen einem Zylinderteil Wa eines Werkstücks W sowie einem an dieses Zylinderteil Wa angrenzenden, dazu rechtwinkligen Schulterteil Wb befindliche Ecke so geschliffen, daß ein Scheitelteil Gp der Schleifscheibe G zuerst an einem Ausgangspunkt Pa positioniert und dann längs einer Fertigfläche Sc der gerundeten Ecke Wc zu einem Endpunkt Pb hin bewegt wird, um in Aufeinanderfolge die gerundete Ecke Wc und das Schulterteil Wb des Werkstücks W zu schleifen. Wenn das Scheitelteil Gp der Schleifscheibe G am Endpunkt Pb angelangt ist, dann wird die Schleifscheibe am Endpunkt Pb in die umgekehrte

Richtung bewegt, um sie längs der geschliffenen Fläche Sc der gerundeten Ecke Wc zum Ausgangspunkt Pa zurückzuführen. Es hat sich nun gezeigt, daß bei einem solchen SchleifVorgang die Schleifscheibe G bei ihrer Umkehrbewegung am Endpunkt Pb in das Schulterteil Wb des Werkstücks W einschneidet, was einen Schleifbrandfleck oder eine Schleifnarbe am Schulterteil Wb zum Ergebnis hat. Dieses Problem wird dadurch hervorgerufen, daß unmittelbar nach der Umkehr am Endpunkt Pb die Rückführbewegung der Schleifscheibe G zum Ausgangspunkt Pa unvermeidlich auf Grund des Verstreichens einer Zeitspanne für den Umkehrvorschub der Schleifscheibe verzögert wird, wie auch die Rückführbewegung des Werkstücks auf Grund des Verstreichens einer Zeitspanne für einen Umkehrvorschub des Werkstücks verzögert wird. Da die Zustellspindel für das Werkstück langer ist als die Zustellspindel für die Schleifscheibe, wird die Verzögerung in der Umkehrbewegung des Werkstücks W größer als die Verzögerung in der Umkehrbewegung der Schleifscheibe G. Bei dem Auftreten dieser Verzögerungen in der relativen Umkehrbewegung der Schleifscheibe und des Werkstücks kommt die Schleifscheibe von ihrer Rückkehrbahn zum Ausgangspunkt Pa hin ab und schneidet in das Schulterteil Wb des Werkstücks W.

Der Erfindung liegt insofern die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zum Schleifen einer gerundeten ringförmigen Ecke eines Werkstücks anzugeben, wonach diese Ecke in präziser Weise geschliffen werden kann, ohne irgendeinen Schaden, z.B. einen Schleifbrandfleck, am Schulterteil des Werkstücks hervorzurufen.

Diese Aufgabe wird, kurz gesagt, durch ein Verfahren zum Schleifen einer gerundeten ringförmigen Ecke, die zwischen einem Zylinderteil sowie einem an dieses angrenzenden Schulterteil eines Werkstücks ausgebildet ist, gelöst, wo-

nach ein Scheitelteil einer Schleifscheibe zuerst an einem Ausgangspunkt so positioniert wird, daß es mit einer Oberfläche der gerundeten Ecke in Berührung ist, und dann längs der Fläche der gerundeten ringförmigen Ecke vom Ausgangspunkt zu einem Endpunkt bewegt wird, an dem das Schulterteil von der Schleifscheibe geschliffen ist. Während der Bewegung der Schleifscheibe vom Ausgangs- zum Endpunkt wird die Oberfläche der gerundeten Ecke durch das Scheitelteil der Schleifscheibe geschliffen. Wenn das Scheitelteil am Endpunkt angelangt ist, dann wird es radial nach außen von diesem Punkt zu einem Ausweichpunkt, an dem das Scheitelteil der Scheibe einen Abstand vom Schulterteil des Werkstücks hat, wegbewegt. Anschließend wird das Scheitelteil der Schleifscheibe am Ausweichpunkt zu einer Bewegung in umgekehrter Richtung gebracht sowie zum Endpunkt zurückgeführt. Hierauf wird das Scheitelteil weiter längs der geschliffenen Fläche der gerundeten ringförmigen Ecke des Werkstücks vom Endpunkt zum Ausgangspunkt bewegt.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe und deren Lösung sowie weitere Ziele wie auch die Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden, auf die Zeichnungen Bezug nehmenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen deutlich. Es zeigen:

Fig. 2 eine Darstellung zu einem gemäß der Erfindung ablaufenden Verfahren zum Schleifen einer gerundeten ringförmigen Ecke;

Fig. 3 eine schematische Draufsicht auf eine mit einem numerischen Steuergerät verbundene Schleifmaschine zur Durchführung des in Fig. 2 dargestellten SchleifVerfahrens;

Fig. 4 einen Ablaufplan, der vom numerischen Steuergerät durchgeführt wird;

Fig. 5 eine schematische Darstellung zu den von einer Schleifscheibe im Betrieb der in Fig. 3 gezeigten Schleifmaschine durchlaufenen Bewegungsbahnen;

Fig. 6 eine schematische Darstellung für einen gegenüber Fig. 5 abgewandelten SchleifVorgang.

Bei dem anhand von Fig. 2 zu erläuternden Schleifverfahren wird eine gerundete ringförmige oder umlaufende Ecke Wc eines Werkstücks W gemäß der Erfindung geschliffen. Die Bewegungsbahn der Schleifscheibe G in Richtung der X-Achse bildet einen spitzen Winkel mit der Achse Ow des Werkstücks W. Wenn die Schleifscheibe G zu einem Ausweichpunkt Pp zurückgezogen wird, so ist deren zweite Schleiffläche Gb zum Schulterteil Wb des Werkstücks W beabstandet. Die Schleifscheibe G wird am Ausweichpunkt Pp in ihrer Bewegungsrichtung umgekehrt und zum Endpunkt P₁ zurückgeführt. Hierauf wird eine zweite Relativbewegung zwischen der drehenden Schleifscheibe und dem drehenden Werkstück herbeigeführt, um das Scheitelteil Gp der Schleifscheibe längs der geschliffenen Fläche Sc der gerundeten ringförmigen Ecke Wc zum Ausgangspunkt P_Q zu bewegen. Während der Zurückbewegung der Schleifscheibe G werden die geschliffenen Flächen des Schulterteils Wb und der gerundeten Ecke Wc in präziser Weise fertigbearbeitet.

Aus dem Obigen wird deutlich, daß das erfindungsgemäße Verfahren u.a. dadurch gekennzeichnet ist, daß die Schleif-

scheibe G, nachdem sie vom Schulterteil Wb des Werkstücks W zum Ausweichpunkt P₂ hin beabstandet worden ist, in ihrer Bewegungsrichtung umgekehrt wird. Es ist deshalb festzuhalten, daß selbst dann, wenn die Schleifscheibe G am Ausweichpunkt P₂ eine Abweichung von ihrer Rückkehrbahn erfahren hat, die zweite Schleiffläche Gb der Scheibe G nicht in das Schulterteil Wb des Werkstücks W abtragend eingreifen wird. Als Ergebnis wird das Werkstück W präzis geschliffen, ohne daß am Schulterteil Wb des Werkstücks W irgendein Schleifbrandfleck hervorgerufen wird.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 3-5 wird nun die Maschine zur Durchführung des SchleifVerfahrens beschrieben. Diese Maschine umfaßt ein Maschinenbett 20 und einen Werkstücktisch 21, der an der Frontseite des Betts 20 durch ein Paar von Gleitschienen in der Richtung der Z-Achse beweglich gelagert und geführt ist. Mit dem Werkstücktisch 21 ist eine von einem Stellmotor 22 angetriebene Zustellspindel 23 über einen Gewindering od.dgl. in Eingriff. Am Werkstücktisch 21 sind ein Spindelstock 25 sowie ein Reitstock 26 gelagert, um das Werkstück W, das eine gerundete ringförmige Ecke Wc zwischen einem Zylinderteil Wa und einem Schulterteil Wb hat, drehbar zu halten. Die Schleifmaschine umfaßt ferner einen Schleifkopf 27, der am Bett 20 über ein Paar von Gleit- und Führungsschienen verschiebbar angebracht ist, sowie eine in üblicher Weise von einem (nicht gezeigten) Motor angetriebene Schleifscheibe G. Der Schleifkopf 27 steht über eine Spindelmutter 28 mit einer Zustellspindel 31, die durch einen (nicht gezeigten) Getriebemechanismus an einen Stellmotor 30 angeschlossen ist, in Schraubverbindung. Die Schleifscheibe G weist an ihrem Außenumfang eine erste Schleiffläche Ga zum Schleifen des Zylinderteils Wa des Werkstücks W, eine zweite Schleiffläche Gb zum Schleifen des Schulterteils Wb und ein Scheitelteil Gp zwischen den Schleifflächen Ga und Gb

auf. Bei dieser Anordnung wird der Schleifkopf 27 in der Richtung der X-Achse bewegt, die unter einem spitzen Winkel die Z-Achse schneidet.

Ein numerisches Steuergerät 40 für die Schleifmaschine ist als ein Mikrocomputer ausgebildet und umfaßt eine zentrale Verarbeitungseinheit ZE, die mit einem Speicher 41, einem Impulsgenerator 42 und einer Dateneingabeeinheit 43 verbunden ist. Der Dateneingabeeinheit 43 werden die numerischen Steuerdaten, die zum Schleifen des Werkstücks W erforderlich sind, eingegeben, der Speicher 41 speichert die ihm von dem Dateneingabegerät 43 unter Steuerung durch die ZE zugeführten numerischen Steuer.daten. Der in Fig. 4 gezeigte Ablaufplan stellt ein auf der Basis der im Speicher

41 gespeicherten numerischen Steuerdaten bestimmtes Programm dar. Die ZE ist dazu vorgesehen, das Programm durchzuführen, so daß jeder Vorschubwert für den Tisch 21 und den Schleifkopf 27 bestimmt wird, worauf noch eingegangen werden wird. Der Impulsgenerator 42 enthält interne Register Dx, Fx, Dz und Fz, denen von der ZE Ausgangssignale, die die jeweiligen Vorschubwerte kennzeichnen, zugeführt werden, um Impulse zur Betätigung der Stellantriebe 30 und 22 an die Antriebsgeräte DUX und DUZ zu verteilen.

Im Betrieb der Schleifmaschine spricht der Impulsgenerator

42 auf die Ausgangssignale von der ZE an und gibt Impulse an -die Antriebsgeräte DUX sowie DUZ ab, so daß eine anfängliche Relativbewegung zwischen dem Werkstücktisch 21 und dem Schleifkopf 27 herbeigeführt wird. Somit wird, wie Fig. 5 zeigt, das Scheitelteil Gp der Schleifscheibe G zuerst am Ausgangspunkt Pg(C₁ + r . Z.) in Stellung gebracht, wobei C. der Radius des Zylinderteils Wa, r der Radius des Scheitelteils Gp und 1. ein Punkt auf einer zur Z-Achse parallelen Koordinatenachse sind. Wenn das Programm zum Schritt 50 im Ablaufplan von Fig. 4 weitergeht, so bestimmt die ZE erste Vorschubwerte für den Werkstücktisch

-TO-

21 und den Schleifkopf 27, um eine Bewegung des Scheitelteils Gp der Schleifscheibe G längs einer Fertigfläche Sc der gerundeten ringförmigen Ecke Wc vom Ausgangspunkt P_Q zu einem Endpunkt P₁(C₁ + R, Z. - R + r) zu bewirken. Hierbei ist R der Radius der Fertigfläche Sc der gerundeten Ecke Wc. Der Impulsgenerator 42 verteilt also Impulse auf die Antriebsgeräte DUX und DUZ im Ansprechen auf die ersten, die Vorschubwerte kennzeichnenden Signale von der ZE, um eine Relativbewegung zwischen dem Werkstücktisch 21 und dem Schleifkopf 27 herbeizuführen, so daß das Scheitelteil Gp der Schleifscheibe G eine Bewegung längs der Fertigfläche Sc der gerundeten Ecke ausführt.

Wenn dieses Scheitelteil Gp zum Endpunkt P₁ bewegt worden ist, dann geht das Programm zum Schritt 51 über, in dem die ZE zweite Vorschubwerte für den Werkstücktisch 21 und den Schleifkopf 27 bestimmt, um das Scheitelteil Gp der Scheibe G vom Endpunkt P₁ zu einem Ausweichpunkt Pp(C₂ +^C Z. - R + r) zu bewegen. Hierbei sind C₂ der Radius des Schulterteils Wb des Werkstücks W und AC ein Abstand zwischen dem Ausweichpunkt P₂ und der Außenumfangsfläche des Schulterteils Wb. Der Impulsgenerator 42 verteilt insofern im Ansprechen auf die zweiten, die Vorschubwerte kennzeichnenden Ausgangssignale von der ZE Impulse auf die Antriebsgeräte DUX und DUZ, um eine Relativbewegung zwischen dem Werkstücktisch 21 und dem Schleifkopf 27 zum Zurückziehen des Scheitelteils Gp radial vom Endpunkt P. nach außen hin zum Ausweichpunkt Pp zu bewirken. Wenn das Scheitelteil Gp zu diesem Ausweichpunkt P₂ zurückgezogen worden ist, dann geht das Programm zum Schritt 52 weiter, in dem die ZE dritte Vorschubwerte für den Werkstücktisch 21 sowie den Schleifkopf 27 zur Ausführung einer umgekehrten Bewegung des Scheitelteils Gp vom Ausweichpunkt P₂ aus zum Endpunkt P₁ hin bestimmt. Damit verteilt der Impulsgenerator 42 im Ansprechen auf die dritten, die Vorschubwerte kennzeichnenden Signale von der

ZE Impulse auf die Antriebsgeräte DUX und DUZ, so daß eine Relativbewegung zwischen dem Werkstücktisch 21 und dem Schleifkopf 27 abläuft, wodurch das Scheitelteil Gp der Schleifscheibe 6 vom Ausweichpunkt P₂ zum Endpunkt P. geführt wird.

Nach der Rückkehr des Scheitelteils Gp zum Endpunkt P₁ geht das Programm zum Schritt 53 weiter, in dem die ZE vierte Vorschubwerte für den Werkstücktisch 21 sowie den Schleifkopf 27 bestimmt, um das Scheitelteil Gp längs der geschliffenen Fläche Sc der gerundeten Ecke Wc vom Endpunkt P. zum Ausgangspunkt P_Q zu bewegen. Der Impulsgenerator 42 verteilt hierzu im Ansprechen auf die die vierten Vorschubwerte kennzeichnenden Signale von der ZE Impulse auf die Antriebsgeräte DUX und DUZ, so daß eine Relativbewegung zwischen dem Werkstücktisch 21 und dem Schleifkopf 27 abläuft, durch die das Scheitelteil Gp längs der geschliffenen Fläche Sc der gerundeten Werkstückecke Wc zum Ausgangspunkt P_Q zurückgeht. Nach der Rückkehr des Scheitelteils Gp zum Ausgangspunkt P_Q endet das Programm, um den Schleifzyklus abzuschließen.

Die Fig. 6 zeigt eine Abwandlung zu dem beschriebenen Schleifverfahren, wobei das Scheitelteil Gp der Schleifscheibe W nach seiner Bewegung zum Endpunkt P₁ radial auswärts in Richtung der X-Achse zu einem Zwischen-Ausweichpunkt P₃ zurückgezogen und anschließend durch den Ausweichpunkt P₂ wieder zum Endpunkt P₁ geführt wird. Der übrige Bewegungszyklus ist bei dieser Ausführungsform zu demjenigen der Schleifscheibe G bei der vorherigen Ausführungsform im wesentlichen gleich.

Wenngleich bei den erläuterten Ausführungsformen das Verfahren gemäß der Erfindung auf eine Schleifmaschine mit einer Schleifscheibe, die in einer die Achse eines Werk-

Stücks unter einem spitzen Winkel schneidenden Richtung bewegbar ist, angewendet wurde, so ist es gleicherweise auch bei einer Schleifmaschine mit einer sich rechtwinklig zur Werkstückachse bewegenden Schleifscheibe anwendbar.

Die Erfindung offenbart somit ein Verfahren zum Schleifen einer gerundeten ringförmigen Ecke an einem Werkstück, die durch ein Zylinderteil und ein an dieses angrenzendes Schulterteil des Werkstücks gebildet wird. Ein Scheitelteil einer Schleifscheibe wird zuerst an einem Ausgangspunkt positioniert, um es mit einer Fläche der gerundeten Ecke in Berührung zu bringen, und wird anschließend längs dieser Fläche der gerundeten Ecke vom Ausgangspunkt zu einem Endpunkt bewegt, wobei das Schulterteil von der Schleifscheibe geschliffen wird. Während der Bewegung der Schleifscheibe vom Ausgangs- zum Endpunkt wird die Fläche der gerundeten ringförmigen Ecke vom Scheitelteil der Schleifscheibe geschliffen. Nach Anlangen am Endpunkt wird das Scheitelteil radial auswärts vom Endpunkt zu einem Ausweichpunkt zurückgezogen, an dem das Scheitelteil zum Außenumfang des Schulterteils beabstandet ist. Anschließend wird das Scheitelteil in umgekehrter Richtung vom Ausweichzum Endpunkt zurückgeführt und weiter längs der geschliffenen Fläche der gerundeten ringförmigen Ecke zum Ausgangspunkt bewegt.

Die obige Erläuterung ist auf bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung abgestellt, jedoch ist klar, daß auf Grund der offenbarten Lehre dem Fachmann Abwandlungen und Abänderungen an die Hand gegeben sind, die aber als in den Rahmen der Erfindung fallend anzusehen sind.

- Leerseite -

Claims

Patentansprüche

Verfahren zum Schleifen einer gerundeten ringförmigen Ecke, die zwischen einem Zylinderteil sowie einem an dieses angrenzenden Schulterteil eines Werkstücks gebildet ist, wobei das Werkstück um eine erste Achse gedreht wird, eine Schleifscheibe mit einer zum Schleifen des Schulterteils bestimmten Schleiffläche sowie mit einem Scheitelteil zum Schleifen der gerundeten ringförmigen Ecke vorgesehen ist, die Schleifscheibe um eine zweite, die erste Achse schneidende Achse gedreht wird, das Scheitelteil der Schleifscheibe an einem Ausgangspunkt, an dem das Scheitelteil mit einer Fläche der gerundeten ringförmigen Ecke nahe dem Zylinderteil des Werkstücks in Berührung ist, positioniert wird und eine erste Relativbewegung zwischen der drehenden Schleifscheibe sowie dem drehenden Werkstück zur

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Bayer Vereinsbank (München) KIo 508 941

Posischeck (München] KIo 670-43-SO4

Bewegung des Scheitelteils der Schleifscheibe entlang der Oberfläche der gerundeten Ecke vom Ausgangspunkt zu einem Endpunkt, an dem das Schulterteil des Werkstücks von der Schleiffläche der Schleifscheibe geschliffen ist, herbeigeführt wird, gekennzeichnet

- durch Ausführen einer zweiten Relativbewegung zwischen der drehenden Schleifscheibe (G) und dem drehenden Werkstück zum radial auswärts gerichteten Zurückziehen des Scheitelteils (Gp) der Schleifscheibe vom Endpunkt (P.) zu einem Ausweichpunkt (Pp). an dem das Scheitelteil der Schleifscheibe zum Schulterteil (Wb) des Werkstücks beabstandet ist,

- durch Ausführen einer dritten Relativbewegung zwischen der drehenden Schleifscheibe (G) und dem drehenden Werkstück (W) zum Zurückführen des Scheitelteils (Gp) der Schleifscheibe vom Ausweichpunkt (Pp) zum Endpunkt (P.) und

- durch Ausführen einer vierten Relativbewegung zwischen der drehenden Schleifscheibe (G) und dem drehenden Werkstück (W) zum Bewegen des Scheitelteils (Gp) der Schleifscheibe vom Endpunkt (P₁) zum Ausgangspunkt (Pq) längs der geschliffenen Fläche (Sc) der gerundeten ringförmigen Ecke (Wc) des Werkstücks.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausweichpunkt (Pp) an einer in rechtwinkliger Richtung zur Achse (Ow) des Werkstücks radial auswärts vom Außenumfang des Schulterteils (Wb) beabstandeten Stelle angeordnet ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei der zweiten Relativbewegung das Scheitelteil (Gp) der Schleifscheibe vom Endpunkt (P₁) zu einem Zwischen-Ausweichpunkt (Po), an dem das Scheitelteil (Gp) der Schleifscheibe zum Außenumfang des Schulter-

teils (Wb) des Werkstücks in einer unter einem spitzen Winkel die Achse (Ow) des Werkstücks schneidenden Richtung beabstandet ist, und anschließend vom Zwischen-Ausweichpunkt (P₃) zum Ausweichpunkt (P₂) hin bewegt wird.