DE3701446C2

DE3701446C2 - Innenrundschleifmaschine

Info

Publication number: DE3701446C2
Application number: DE3701446A
Authority: DE
Inventors: Hiroyuki Kihara; Isamu Ogawa
Original assignee: Seiko Seiki KK
Current assignee: Seiko Instruments Inc
Priority date: 1986-01-20
Filing date: 1987-01-20
Publication date: 1997-01-23
Anticipated expiration: 2007-01-21
Also published as: US4845895A; DE3701446A1; JPS62166955A; JPH0547347B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Innenrundschleifmaschine mit einem Maschinenbett, auf dem in dessen Längsrichtung ein Tisch gleitend verschiebbar angeordnet ist, mit einem auf dem Tisch angeordneten Schleifbock, dessen Lage in Längsrichtung frei einstellbar ist, sowie mit einem auf der Oberseite des Schleifbocks befestigten Schleifspindelstock, an dessen vorderem Ende eine ein Schleifwerkzeug tragende Schleifspindel angeordnet ist, wobei der Tisch derart verschiebbar ist, daß das Schleifwerkzeug in eine vorbestimmte Lage relativ zu dem Werkstück gelangt, um die Innenfläche des Werkstücks zu schleifen, und wobei der Schleifbock derart angeordnet ist, daß dessen hinteres Ende nach rechts und links um einen zentralen Schwenkpunkt an seinem vorderen Ende verschwenkbar ist.

Aus der DE-AS 12 79 500 ist eine Innenschleifvorrichtung für lange Bohrungen bekannt, bei der der Schleifspindelstock quer zur Achsrichtung der Bohrung schwenkbar ist. Die Schwenkachse des Schleifspindelstocks ist in einer senkrecht zur Bohrungsachse liegenden, die Spindel an einer Stelle schneidenden Ebene angeordnet, wo der Spindeldurchmesser gleich dem Durchmesser der Bohrung ist. Die Schleifscheibe hat eine dem Schwenkwinkel des Schleifspindelstocks entsprechende Konizität. Die Verschwenkung des Schleifspindelstocks erfolgt mit Hilfe einer Servoeinrichtung, die einen in einem Zylinder bewegbaren Kolben und eine Kolbenstange umfaßt, welche auf einen am Schleifspindelstock angebrachten Vorsprung einwirkt.

Zur Problematik beim Schleifen langer Bohrungen wird auf die Fig. 5 hingewiesen.

Zum Schleifen einer verhältnismäßig langen Bohrung in einem beispielhaft in dieser Figur dargestellten Werkstück 1 ist eine entsprechend lange Schleifspindel 2 erforderlich, die einen kleinen Durchmesser hat. Durch Verwendung einer langen Schleifspindel 2 in Kombination mit einem kleinen Schleifwerkzeug 3 soll eine hohe Schleifgüte erzielt werden. Das Schleifen der zylindrischen Bohrung erfordert eine verhältnismäßig lange Schleifzeit, wobei das Schleifwerkzeug 3 ausreichend weit über das Ende des Werkstücks 1 vorgeschoben werden muß. Jedoch ergibt sich beim Schleifen eines Werkstücks 1 mit einer langen Bohrung die Schwierigkeit, daß die Innenfläche des Werkstücks 1, insbesondere die Innenfläche am hinteren Ende des Werkstücks, mit einer sich verjüngenden Ausbildung abgeschliffen wird, weil sich die Schleifspindel verbiegt. Deshalb ist es bei verhältnismäßig langen Werkstücken nicht ohne weiteres möglich, eine genaue zylindrische Bohrung auszuschleifen.

Das durch die vorliegende Erfindung zu lösende technische Problem besteht darin, die durch das Ausbiegen der Schleifspindelwelle beim Schleifen langer Bohrungen auftretenden Nachteile zu vermeiden, wie sie vorstehend anhand der Fig. 5 erläutert wurden.

Diese Aufgabenstellung wird durch eine Innenrundschleifmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß eine ausreichend genaue zylindrische Bearbeitung erzielt werden kann, falls die Bewegung des Schleifwerkzeugs derart bestimmt wird, daß das die Schleifspindel enthaltende System in dem Bereich geneigt angeordnet wird, in dem die Ausbiegungen des Systems auftreten können.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht einer Innenrundschleifmaschine gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine teilweise im Schnitt dargestellte Draufsicht der Innenrundschleifmaschine gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Linie III-III in Fig. 1;

Fig. 4 unterschiedliche Lagen des Schleifwerkzeugs beim Betrieb der Innenrundschleifmaschine;

Fig. 5 eine Schnittansicht durch ein Werkstück, in dem die Schleifspindelwelle angeordnet ist; und

Fig. 6 eine Schnittansicht eines entsprechenden Werkstücks, das mit Hilfe einer bekannten Innenrundschleifmaschine hergestellt ist, wobei die Fig. 5 und 6 den Stand der Technik zeigen.

Die in Fig. 1 und 2 dargestellt Innenrundschleifmaschine weist ein Maschinenbett 10 auf, auf dessen Oberseite ein Tisch 11 in Längsrichtung des Maschinenbetts 10 verschiebbar angeordnet ist. Eine an dem Maschinenbett 10 befestigte hydraulische Kolben-/Zylindereinheit 12 weist eine Kolbenstange 13 auf, die mit dem hinteren Ende des Tisches 11 verbunden ist. Die Anordnung ist derart ausgebildet, daß der Tisch 11 bei einer Vorwärts- und Rückwärtsbewegung der Kolbenstange 13 entlang einer vorher bestimmten Hubstrecke auf dem Maschinenbett 10 gleitend verschoben wird.

Auf der Oberseite des Tischs 10 ist ein Schleifbock 15 angeordnet, auf dessen Oberseite ein Schleifspindelstock 16 vorgesehen ist. Der Schleifbock 15 ist derart angeordnet, daß dessen hinteres Ende nach links und rechts um einen Schwenkpunkt 17 verschwenkbar ist, der sich im wesentlichen im Zentrum des vorderen Endes davon befindet. Am Schleifspindelstock 16 ist eine Schleifspindel 18 ausgebildet, die sich von dem vorderen Ende des Schleifspindelstocks 16 zu dem Werkstück erstreckt. Am vorderen Ende der Schleifspindel 18 ist ein Schleifwerkzeug 19 angeordnet. Der Schleifspindelstock 16 ist auf Oberseite des Schleifbocks 15 befestigt und ermöglicht eine freie Einjustierung in dessen Längsrichtung.

Das hintere Ende des Schleifbocks 15 steht mit einem Exzentermechanismus 21 über eine Verbindungsplatte 20 in Verbindung. Der Exzentermechanismus wird mit Hilfe einer hydraulischen Kolben-/Zylindereinheit 22 betätigt.

Im folgenden soll die Konstruktion des Exzentermechanismus 21 näher erläutert werden. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist das hintere Ende der Verbindungsplatte 20 gabelförmig ausgebildet und weist zwei Armteile 23 auf, die über ein Lager 25 in gleitender Berührung mit dem Außenumfang einer Exzenterwelle 24 stehen. Es ist eine derartige Anordnung vorgesehen, daß die Exzenterwelle 24 um einen vorherbestimmten Winkel durch die Arbeitsweise einer sich drehenden Platte gedreht werden kann, wenn die Kolbenstange 27 der Kolben-/Zylindereinheit 22 betätigt wird.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, wird die Kolbenstange 27 durch die Kraft vor- und zurückbewegt, die durch die Kolben-/ Zylindereinheit 22 ausgeübt wird, so daß die drehbare Platte 28 um die Achse der Exzenterwelle 24 gedreht werden kann. Durch die Drehung der Platte 28 wird die Exzenterwelle 24 um einen vorherbestimmten Winkel gedreht. Die Schwenkwirkung der Exzenterwelle 24 nach links oder rechts wird auf die Armteile 23 durch das Lager 25 übertragen. Deshalb kann der Schleifbock 15 durch die Wirkung der Verbindungsplatte 20 derart betätigt werden, daß sein hinteres Ende um den Schwenkpunkt 17 verschwenkt wird.

Fig. 3 zeigt Anschläge 29 und 30, durch welche die Drehbewegung in beiden Richtungen begrenzt wird. Dadurch wird die Drehung des Schleifbocks 15 begrenzt, wenn das freie Ende der Platte 28 gegen diese Anschläge 29 beziehungsweise 30 anschlägt. Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, sind Spiel-Justierschrauben 31 durch die beiden Seitenflächen der Armteile 23 der Verbindungsplatte eingeschraubt, welche zu dem oberen beziehungsweise dem unteren Lager 251, 252 der Exzenterwelle 24 weisen. Die Anordnung ist derart gewählt, daß der anfängliche Winkel der horizontalen Auslenkung des Schleifspindelstocks 16 durch Betätigung der Spiel-Justierschrauben 31 einstellbar ist.

Im folgenden soll die Arbeitsweise näher erläutert werden. Zunächst wird der Schleifspindelstock 16 in einer vorherbestimmten Lage auf der Oberseite des Schleifbocks 15 befestigt. Durch Lockern und Anziehen der Justierschrauben kann die Lage des Schleifspindelstocks 16 genau einjustiert werden. Dies bedeutet, daß der horizontale Abstand zwischen dem Schwenkpunkt 17 für das Verschwenken des Schleifbocks 15 und dem Schleifwerkzeug 19 mittels der Justierschraube 32 in gewünschter Weise eingestellt werden kann. Wenn beispielsweise eine verhältnismäßig große Auslenkung benötigt wird, wird der Schleifspindelstock 16 an dem vorderen Ende des Schleifbocks 15 befestigt.

Danach wird die zweite Kolben-/Zylindereinheit 12 betätigt, um den Tisch 11 aus einer Wartelage in eine das Werkstück bearbeitende Lage zu bewegen, wobei das Schleifwerkzeug 19 an der Innenfläche des nicht dargestellten Werkstücks angreift, so daß die Schleifspindel 19 durch den Schleifspindelstock 16 gedreht werden kann, um die Schleifbewegung durchzuführen.

Wenn bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel eine lange Bohrung geschliffen werden soll, beispielsweise um ein Arbeitsrohr herzustellen, wird durch die Kolben-/ Zylindereinheit 22 während der Schleifbewegung eine derartige Bewegung verursacht, daß die Kolbenstange 27 um eine vorherbestimmte Hubstrecke vorgeschoben wird, wodurch der Exzentermechanismus 24 um einen vorherbestimmten Winkel gedreht wird.

Die Verschiebung der Exzenterwelle 24 in Längsrichtung wird durch das Spiel aufgenommen, das zwischen der Verbindungsplatte 20 und der Exzenterwelle 24 vorgesehen ist. Die durch die Drehung der Exzenterwelle 24 nach links und rechts hervorgerufene Schwenkbewegung wird auf die Armteile 23 der Verbindungsplatte 20 über das Lager 25 übertragen, so daß die Verbindungsplatte 20 und der Schleifbock 15 als Einheit in Richtung des Pfeils in Fig. 2 um den Schwenkpunkt 17 etwas versetzt werden. Dadurch ergibt sich eine geneigte Anordnung der Schleifspindel 18 mit dem Schleifwerkzeug 19, so daß die Hin- und Herbewegung in einer Richtung erfolgt, die nicht parallel zu der Innenfläche des Werkstücks verläuft, sondern etwas dazu geneigt ist. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wird deshalb der Bewegungsweg des Schleifwerkzeugs 19 derart bestimmt, daß die Achse des Schleifwerkzeugs 19 die Lage einnimmt, bei welcher bei bekannten Innenrundschleifmaschinen eine Verbiegung der Schleifspindel 18 erfolgen würde, wie aus Fig. 4 ersichtlich ist.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, ist ferner eine Exzenterfolge-Einrichtung 33 vorgesehen, durch die verhindert wird, daß der Schleifbock 15 während einer Drehung angehoben wird. Zur Feststellung der Drehlage des Schleifbocks 15 sind ferner Endschalter 34, 35 vorgesehen.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung ist deshalb der Schleifbock 15, an dem der Schleifspindelstock 16 mit der Schleifspindel 18 befestigt ist, derart angeordnet, daß er um einen Schwenkpunkt verschwenkbar ist, der im wesentlichen im Zentrum dessen Vorderkante liegt. Mit einer derartigen Anordnung ist es möglich, die Schwierigkeit zu vermeiden, die bei bekannten Schleifmaschinen durch das Ausbiegen der Schleifspindelwelle erzeugt wird. Gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung kann der Schleifbock derart verschwenkt werden, daß der Einfluß der Ausbiegung der Schleifspindel praktisch vollkommen aufgehoben wird. Da diese Schwenkbewegung gleichzeitig mit der Schleifbewegung in Längsrichtung bewirkt wird, kann die Schleifgüte hinsichtlich einer genauen zylindrischen Ausbildung und Geradlinigkeit beim Schleifen eines Werkstücks wesentlich verbessert werden.

Claims

1. Innenrundschleifmaschine mit einem Maschinenbett, auf dem in dessen Längsrichtung ein Tisch (11) gleitend verschiebbar angeordnet ist, mit einem auf dem Tisch (11) angeordneten Schleifbock (15), dessen Lage in Längsrichtung frei einstellbar ist, sowie mit einem auf der Oberseite des Schleifbocks (15) befestigten Schleifspindelstock (16), an dessen vorderem Ende eine ein Schleifwerkzeug (19) tragende Schleifspindel (18) angeordnet ist, wobei der Tisch (11) derart verschiebbar ist, daß das Schleifwerkzeug (19) in eine vorherbestimmte Lage relativ zu dem Werkstück gelangt, um die Innenfläche des Werkstücks zu schleifen, und wobei der Schleifbock (15) derart angeordnet ist, daß dessen hinteres Ende nach rechts und links um einen zentralen Schwenkpunkt (17) an seinem vorderen Ende verschwenkbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das hintere Ende des Schleifbocks (15) über eine gabelförmig ausgebildete Verbindungsplatte (20) mit einem Exzentermechanismus (21) verbunden ist, der über eine Kolbenstange (27) einer hydraulischen Kolben-Zylindereinheit (22) betätigbar ist.

2. Innenrundschleifmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Endschalter (34, 35) vorgesehen sind, um die Schwenklage des Schleifbocks (15) um den Schwenkpunkt (17) festzustellen.

3. Innenrundschleifmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Justierschraube (32) an dem Schleifbock (15) vorgesehen ist, um eine anfängliche Auslenkung des Schleifspindelstocks (16) voreinzustellen, und daß eine Exzenterfolgeeinrichtung (33) zur Vermeidung horizontaler Bewegungen des Schleifbocks (15) vorgesehen ist, die mit der gabelförmigen Verbindungsplatte (20) verbunden ist, deren Armteile (23) die Exzenterwelle (24) gabelartig umgreifen und mittels eines Lagers (25) mit der Exzenterwelle (24) schwenkbar in Verbindung stehen, und daß der Exzentermechanismus (21) mittels eines Lagers (251, 252) verschwenkbar auf der Exzenterwelle (24) sitzt.

4. Innenrundschleifmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Exzentermechanismus (21) eine Drehplatte (28) zum Drehen der Exzenterwelle (24) um einen vorherbestimmten Winkel aufweist.

5. Innenrundschleifmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Exzentermechanismus (21) je einen den Rückhub und den Vorhub begrenzenden Anschlag (29, 30) zum Begrenzen der Bewegung der Drehplatte (28) aufweist.

6. Innenrundschleifmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Armteil (23) Justierschrauben (31) vorgesehen sind, durch die ein anfänglicher Winkel der horizontalen Auslenkung des Schleifspindelstocks (16) einstellbar ist, und daß durch die Drehung der Exzenterwelle (24) über diese Justierschrauben (31) die Auslenkung der Verbindungsplatte (20) bewirkt wird.