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Verfahren zum Schleifen eines Werkstücks
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Innenrundschleifen eines
Werkstücks, wobei eine Schleifscheibe oder ein sonstiges Schleifwerkzeug Verwendung
findet, das einem Abrieb unterworfene Schleifkörner aus ultrahartem Material aufweist,
beispielsweise aus kubischem Bornitrid.
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Bei bekannten Schleifverfahren unter Verwendung derartiger Schleifkörper
besteht die Schwierigkeit, daß unmittelbar nach Beendigung des Abrichtens die Schärfe
des Schleifkörpers geringer ist, so daß mehrere und/oder mehrere Dutzend von Werkstücken
beim Innenrundschleifen derart geschliffen werden, daß die geschliffene Bohrung
sich zu ihrem Ende hin fortschreitend verjüngt, so daß eine Abweichung von der gewünschten
genauen zylindrischen Ausbildung vorhanden ist. Deshalb müssen bei der Durchführung
bekannter Schleifverfahren die Werkstücke nach dem Abrichten inspiziert werden,
da eine verhältnismäßig große Anzahl von Werkstücken je nach den vorliegenden Bedingungen
wegen einer nachteiligen Fehlarbeit als Ausschuß ausgesondert werden müssen.
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Es besteht deshalb auch die Schwierigkeit, daß während der Inspektion
eine Produktionsunterbrechung erfolgt, daß ein Verlust an Rohmaterial in Kauf genommen
werden muß, oder daß ein Zeitverlust oder sonstige Schwierigkeiten im Falle der
Herstellung ungeeigneter Werkstücke entstehen. Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung,
Schwierigkeiten dieser Art möglichst weitgehend zu vermeiden und ein Schleifverfahren
anzugeben, bei dem eine genaue Bearbeitung der Werkstücke auch dann erfolgen kann,
wenn der Schleifkörper nach dem Abrichten eine verringerte Schärfe aufweist. Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Patentanspruchs gelöst.
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Gemäß der Erfindung wird deshalb nach dem Abrichten mit Hilfe von
Abrichtdlamanteouckbewegung ckbewegung mit einem größeren Inkrement in einer vorherbestimmten
Zeit durchgeführt, also mit einer in einem Vergleich zu einer normalen Rückbewegung
größeren Rückbewegung, oder während einer Zeit zum Schleifen einer vorherbestimmten
Anzahl von Werkstücken nach dem Abrichten, wonach das Schleifen mit einem Vorschubverlauf
mit der normalen Rückbewegung erfolgt, so daß eine genauere Bearbeitung der Werkstücke
erfolgen kann.
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Der Erfindung liegt deshalb die Erkenntnis zugrunde, daß unmittelbar
nach Beendigung des Abrichtens die Schärfe des Schleifwerkzeugs verringert ist,
so daß die Verjüngung einer geschliffenen Bohrung zu deren Ende hin stärker als
im Normalfall ist. Durch die Erfindung kann jedoch durch eine im Vergleich zu der
normalen Rückbewegung stärkere Rückbewegung die Bohrung wiederholt hinsichtlich
einer restlichen Materialentfernung geschliffen werden, so daß auch nach dem Abrichten
eine genaue zylindrische Ausbildung der Werkstücke erzielt werden kann. Da ferner
die Schärfe des Schleifwerkzbugs nach dem Schleifen von einigen oder einigen Dutzend
Werkstücken verbessert wird, können dann durch Rückkehr zu der normalen Rückbewegung
die Werkstücke schneller geschliffen werden.
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Anhand der Zeichnung soll die Erfindung beispielsweise näher erläutert
werden.
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Es zeigen: Fig. 1 eine grafische Darstellung des zeitlichen Vorschubablaufs
der Schleifscheibe bei einem Verfahren gemäß der Erfindung; Fig. 2 eine grafische
Darstellung des Vorschubablaufs bei einem bekannten Schleifverfahren; Fig. 3A bis
3C und Fig. 4D bis 4F Schnittansichten durch ein Werkstück und ein Schleifwerkzeug
bei aufeinanderfolgenden Arbeitsvorgängen beim Innenrundschleifen; und Fig. 5 eine
grafische Darstellung zur Erläuterung von Abweichungen von der zylindrischen Ausbildung
von Werkstücken bei Verwendung eines bekannten Schleifverfahrens.
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Die grafische Darstellung in Fig. 2 betrifft die Durchführung eines
bekannten Schleifverfahrens, bei dem die Schleifscheibe einen schnellen Vorschub
A durchführt, ein Grobschleifen B, eine Rückbewegung R, ein weiteres Grobschleifen
C, ein Feinschleifen D, ein Ausfeuern E und einen schnellen Rückschub F.
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Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eiens Schleifverfahrens gemäß
der Erfindung, bei dem die beiden ersten Werkstücke unmittelbar nach Beendigung
des Abrichtens mit einer Rückbewegung mit größerem Inkrement IR im Vergleich zu
der
normalen Rückbewegung R geschliffen werden, während das dritte
und die folgenden Werkstücke entsprechend einer normalen Rückbewegung R geschliffen
werden.
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Unmittelbar nach Beendigung des Abrichtens erfolgt deshalb der schnelle
Vorschub A, das Grobschleifen B, eine Rückbewegung mit größerem Inkrement IR, das
zweite Grobschleifen C, das Feinschleifen D, das Ausfeuern E und der schnelle Rückhub
F. Das zweite Werkstück wird entsprechend demselben Vorschubverlauf geschliffen,
während das dritte Werkstück bei dem Vorschubverlauf mit dem normalen Betrag der
Rückbewegung R geschliffen wird.
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Fig. 3A bis 3C zeigen die Beziehung zwischen Werkstück 1 und Schleifscheibe
2, falls eine normale Schärfe der Schleifscheibe vorhanden ist. Fig. 3A zeigt den
Zustand nach Beendigung des Grobschleifens, Fig. 3B den Zustand nach der Rückbewegung
und Fig. 3C den Zustand nach dem Ausfeuern.
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Wenn die Schleifspindelwelle 3 eine verhältnismäßig geringe Steifigkeit
aufweist, wie es beim Innenrundschleifen der Fall ist, ergibt sich die in Fig. 3A
dargestellte Ausbiegung beim Schleifen aufgrund des Schleifwiderstands, so daß die
geschliffene Bohrung nach Beendigung des Schleifvorgangs nicht zylindrisch ist,
weshalb eine Rückbewegung erforderlich ist, um diesen Nachteil zu vermeiden.
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Fig. 3B zeigt die Lage nach Durchführung einer Rückbewegung entsprechend
dem Betrag R, um das Ausbiegen der Schleifspindelwelle zu beseitigen. Danach erfolgt
das zweite Grobschleifen, so daß die Bohrung fortschreitend von der restlichen Materialabnahme
am Ende der Bohrung des Werkstücks geschliffen wird und gegebenenfalls ein Feinschleifen
und Ausfeuern bis zu dem in Fig. 3C dargestellten Fertigzustand erfolgt. Ein derartiges
Fertigschleifen wird vorzugsweise verwendet, um die Bearbeitungszeit zu verkürzen
und um eine genaue zylindrische Ausbildung zu erzielen.
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Durch das Abrichtwerkzeug wird jedoch die Oberfläche der einem Abrieb
unterworfenen Schleifkörner geglättet, weil die Ecken der Schleifkörner abgerundet
werden, so daß sich nach dem Abrichten eine verringerte Schärfe ergibt. Fig.
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4D zeigt den Zustand nach Beendigung eines unmittelbar angrenzend
an ein Abrichten erfolgenden Grobschleifens, woraus ersichtlich ist, daß die Sch3eifspindelwelle
3 eine stärkere Ausbiegung im Vergleich zu Fig. 3A wegen der verringer -ten Schärfe
der Schleifscheibe aufweist, so daß eine verhältnismäßig große Abweichung von einer
zylindrischen Ausbildung der Bohrung des Werkstücks auftritt. Wenn dann die Rückbewegung
entsprechend dem Betrag R erfolgt, liegt die Schleifscheibe 2 noch gegen das Werkstück
1 an, weil nach einer normalen
Schleifzeit eine stärkere Verjüngung
vorhanden ist. Deshalb verbleibt die Schleifspindelwelle 3 noch in einem ausgebogenen
Zustand. Nach Durchführung des zweiten Grobschleifens und des Ausfeuerns ergibt
sich der in Fig. 4F gezeigte Zustand, in dem die Schleifspindelwelle 3 immer noch
ausgebogen ist, so daß die geschliffene Bohrung sich zum linken Ende hin noch verjüngt.
Fig. 5 zeigt das Ergebnis bei Durchfühung des bekannten Schleifverfahrens. In Fig.
5 bedeutet das entlang der Abszisse aufgetragene Minuszeichen "-", daß der Durchmesser
der Bohrung des linken Endes kleiner ist. Je nach den vorliegenden Verhältnissen
weisen deshalb n Werkstücke nach dem Abrichten am einen Ende einen verringerten
Innendurchmesser auf. Die grafische Darstellung in Fig. 5 zeigt drei Werkstücke,
die einen kleineren Innendurchmesser am einen Ende der Bohrung aufgrund der verringerten
Schärfe der Schleifscheibe aufweisen, während sich normale Verhältnisse bei dem
4. und den folgenden Werkstücken ergeben.
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Zur Beseitigung dieses Fehler erfolgt deshalb bei dem Verfahren gemäß
der Erfindung das Schleifen mit einem größeren Betrag der Rückbewegung im Vergleich
zu der normalen Rückbewegung, so daß auch nach einem Abrichten aufgrund der vergrößerten
Rückbewegung die Schleifscheibe vollständig von dem Werkstück abgehoben wird, weshalb
dann keine Ausbiegung der Schleifspindelwelle 3 vorhanden ist. Dadurch wird nach
dem zweiten Grobschleifen, dem Feinschleifen und dem Ausfeuern eine erheblich verbesserte
zylindrische Ausbildung der fertig geschliffenen Bohrung erzielt. Wenn ferner in
Abhängigkeit von dem Material des Werkstücks und/oder der Art der Schleifscheibe
mehrere Werkstücke und/oder eine zehnfache oder zigfache Anzahl von Werkstücken
nach dem Abrichten geschliffen werden, wird die Schärfe des Schleifwerkzeugs wieder
hergestellt, so daß trotz der Verringerung des Betrags der Rückbewegung auf den
Normalbetrag die Genauigkeit der zylindrischen Ausbildung beibehalten werden kann.
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Das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel betrifft den
Fall, daß die Länge die Bohrung kürzer als die Länge der Schleifscheibe ist. Die
Erfindung ist jedoch auch auf diejenigen Fälle anwendbar, bei denen das Schleifen
mit einer Hin- und Herbewegung der Schleifscheibe erfolgt und die Länge der Bohrung
größer als der Durchmesser der Bohrung ist, oder die Länge der Schleifscheibe kürzer
als die Länge der Bohrung ist.
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Wesentliche Vorteile der Erfindung sind deshalb darin zu sehen, daß
ein genaues und stabiles Schleifen unmittelbar nach dem Abrichten erfolgen kann,
so daß eine entsprechende Inspektion hinsichtlich der Genauigkeit und/oder eine
Auswahl
geeigneter Werkstücke nach dem Abrichten nicht erforderlich
ist, was bisher eine beträchtliche Arbeitszeit für die betreffenden Arbeitskräfte
erforderlich machte. Ferner kann durch die Rückbewegungen mit vergrößertem Inkrement
im Vergleich zu dem normalen Betrag der Rückbewegung Fehlarbeit der Maschine und
entsprechender Ausschuß an Werkstücken verringert werden, während nach dem Schleifen
einer vorherbestimmten Anzahl von Werkstücken wieder eine Rückbewegung entsprechend
einem normalen Betrag erfolgen kann.