DE3918365A1 - Ultra-praezisionsschleifmaschine - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Maschine zum Schleifen von Werkstücken mit sehr hoher Präzision, ins­ besondere eine Ultra-Präzisionsschleifmaschine für den Feinschliff ringförmiger Nuten und von Nutwänden des Werk­ stücks mit sehr hoher Präzision.

In der Regel wird der Feinschliff von Metallteilen, die sehr genau auf Funkenerosionsmaschinen hergestellt worden sind, von Hand mit einer Ultraschall-Schleifmaschine ausge­ führt. Der Handschliff kann nur mit einem sehr geringen Wirkungsgrad und auch nur ungenau durchgeführt werden.

In der US-Patentschrift 45 63 837 ist eine Präzisions­ schleifmaschine offenbart, welche eine Lösung dieses Problems darstellt.

Bei dieser bekannten Maschine kann der Feinschliff einer in dem Werkstück angeordneten geraden Nute allein durch Bewegen des Werkstücks entlang der geraden Nute voll­ ständig ausgeführt werden, so daß der Wirkungsgrad erhöht und die Genauigkeit verbessert wird.

Jedoch ist diese Präzisionsschleifmaschine für den Fein­ schliff einer im Werkstück angeordneten komplizierten, gebogenen Nute ungeeignet.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Ultra-Präzisionsschleif­ maschine zu schaffen, mit der es möglich ist, einen Fein­ schliff in einer kompliziert gebogenen Nute eines Werk­ stückes auszuführen und gleichzeitig den Wirkungsgrad zu erhöhen und die Genauigkeit der Bearbeitung zu verbessern.

Diese Aufgabe wird mit den in den Ansprüchen angegebenen Merkmalen gelöst. Hierbei hat die Ultra-Präzisionsschleif­ maschine eine Bearbeitungsvorrichtung mit einem Schleif­ werkzeug, einen in einer horizontalen Ebene verschiebbaren und drehbaren Werktisch, der das Werkstück unter dem Schleif­ werkzeug hält und einen Schlitten mit einem Motor für die Drehbewegung des Werktisches. Der Schlitten ist zusammen mit dem Werktisch in einer horizontalen Ebene verschiebbar.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden durch die folgende Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer erfindungsge­ mäßen Ausführungsform einer Ultra- Präzisionsschleifmaschine;

Fig. 2 ist eine Draufsicht auf eine er­ findungsgemäße Ausführungsform einer Ultra-Präzisionsschleifma­ schine.

Die Schleifmaschine weist eine Bearbeitungsvorrichtung 3 auf mit einem Schleifwerkzeug 1 und eine Werkstück-An­ triebs- und Haltevorrichtung 5, um das Werkstück in einer gewünschten Position festzuhalten.

Ein Teil der Bearbeitungsvorrichtung 3 ist im wesentlich gleich einem in der oben genannten US-Patentschrift offen­ barten Apparat. Wie in dieser Patentschrift im Detail be­ schrieben ist, ist das Schleifwerkzeug derart in der Bear­ beitungsvorrichtung angeordnet, daß es vertikal bewegt werden kann und horizontal in sehr kleinen Amplituden schwingen kann. Die Amplituden der Schwingung sind einstell­ bar. Weitere Details der Bearbeitungsvorrichtung 3 werden an dieser Stelle nicht erläutert, da sie der oben zitierten Patentschrift entnommen werden können.

Die Antriebs- und Haltevorrichtung 5 weist einen Werktisch 7 auf zum Halten des Werkstückes W und einen Kreuzschlitten 11, an dem ein Motor 9 angeordnet ist der den Werktisch 7 dreht.

Der Werktisch 7 ist auf einem Grundrahmen 13 der Bearbei­ tungsvorrichtung 3 in einer horizontalen Ebene verschieb­ bar und drehbar gelagert. Wie in Fig. 2 gezeigt, hat dieser Werktisch 7 die Gestalt einer runden Scheibe und seine Oberfläche weist zwei senkrecht zueinander stehende, sich über den Durchmesser des scheibenförmigen Tisches 7 er­ streckende T-förmige Nuten 15 auf, in denen Haltevorrich­ tungen angeordnet werden, die das Werkstück W auf dem Werktisch 7 fixieren.

Der Kreuzschlitten 11 hat einen in X-Richtungen bewegbaren Längsschlitten und einen in Y-Richtung bewegbaren Quer­ schlitten 19.

Der Längsschlitten 17 ist mit mehreren Laufrollen 25 an einer sich in X-Richtung erstreckenden Führungs­ schiene 23 geführt, die von einem Tragsockel 21 des Grund­ rahmens 13 der Bearbeitungssvorrichtung 3 getragen ist. An der Oberseite des Längsschlittens 17 befindet sich eine Feststellschraube 27, mit deren mit Gewinde versehenem Ende der Längsschlitten 17 an der Führungsschiene 23 festge­ klemmt werden kann. Weiterhin sind am Längsschlitten 17 mehrere Führungsrollen 29 angeordnet, die den Querschlit­ ten 19 tragen und in Y-Richtung beweglich fühlen.

Der Querschlitten 19 ist mit einer Befestigungsschraube 31 am Längsschlitten 17 montiert. Die Befestigungsschraube 31 fixiert den Querschlitten 19 am Längsschlitten 17 ent­ weder durch Axialdruck seines mit Gewinde versehenen Endes gegen den Längsschlitten 17 oder dadurch, daß sein stift­ förmiges Ende in Löcher eingreift, die im Längsschlitten 17 angeordnet sind. Der Querschlitten 19 weist weiterhin eine Motortragplatte 33 auf, welche den Motor 9 trägt und von der sich zwei Arme 35 a und 35 b symmetrisch in Rich­ tung des Werktisches 7 erstrecken, an deren Enden Riemen­ scheiben 37 a und 37 b angeordnet sind.

Auf der Antriebsachse des Motors 9 sitzt eine Riementreib­ scheibe 39. Um diese Riementreibscheibe 39 und um den kreisförmigen Umfang des Werktisches 7 ist ein Treibrie­ men 41 gelegt. Der Treibriemen 41 wird durch die an den Armen 35 a und 35 b angeordneten Riemenscheiben 37 a und 37 b gegen den Umfangsrand des Werktisches 7 gedrückt. Durch den Treibriemen 41, wird der Werktisch 7 zwischen den Rie­ menscheiben 37 a und 37 b so festgelegt, daß sich der Werk­ tisch 7 und der Kreuzschlitten 11 gemeinsam in X- und Y-Richtung bewegen.

Infolge dieser Anordnung kann der Werktisch 7 durch den Motor 9 gedreht und zusätzlich durch Bewegen des Längs­ schlittens 17 und des Querschlittens 19 des Kreuzschlittens 11 in X- bzw. Y-Richtung mit den Armen 35 a und 35 b und dem Treibriemen 41 hin und her bewegt werden.

Diese Ausführungsform weist weiterhin als Mittel zum Be­ wegen des Werktisches 7, einen Draht 43 auf, der mit einem Ende an einem Teil des Längsschlittens 17 befestigt ist und mit dem der Kreuzschlitten 11 in einer Richtung, bei der hier dargestellten Ausführungsform in X-Richtung, gezogen werden kann. Dieser Draht 43 ist um eine horizon­ tal angeordnete, drehbare, erste Umlenkrolle 45, eine ver­ tikal angeordnete, drehbare, zweite Umlenkrolle 49 am unteren Ende eines Tragarmes 47, und um eine dritte vertikal angeordnete, drehbare Umlenkrolle 51 geführt, die am oberen Ende des Tragarmes 47 gelagert ist. Das freie, von der Rie­ menscheibe 51 herunterhängende Ende des Drahtes 43 ist mit einem beweglichen Gewicht 53 belastet.

Demgemäß werden der Kreuzschlitten 11 und damit der Werk­ tisch 7 infolge des Gewichtes 53 konstant in die X-Rich­ tung gezogen. Die Zugkraft ist durch Erhöhen oder Ver­ ringern des Gewichtes 53 regulierbar.

Mit dieser Schleifmaschine kann der Feinschliff einer ge­ bogenen Nute G in einem auf dem Werktisch 7 befestigten Werkstückes W wie folgt ausgeführt werden:

Um eine äußere Seite G 1 der Nute G zu schleifen, wird der Werktisch 7 so eingestellt, daß sich das Schleifwerkzeug 1 in einer in Fig. 2 dargestellten Position 1 a befindet und die äußere Seite G 1 der Nute G berührt, während sich das Schleifwerkzeug 1 zum Schleifen einer inneren Seite G 2 der Nute G in eine in Fig. 2 dargestellten Position 1 b befindet und die innere Seite G 2 der Nute G berührt.

Befindet sich das Schleifwerkzeug 1 in der Position 1 a wird der Feinschliff der äußeren Seite G 1 der Nut G durch vertikales Bewegen und durch horizontale Schwingungen des Schleifwerkzeugs 1 begonnen, während der Werktisch 7 durch den Motor 9 gedreht wird.

Durch die Drehung des Werktisches 7 wird die gesamte äußere Seite G 1 der Nute G bearbeitet. Durch die auf den Werktisch 7 wirkende konstante Zugkraft in X-Richtung ist der Druck zwischen dem Schleifwerkzeug 1 und der äußeren Seite G 1 konstant, so daß ein gleichmäßiger Feinschliff erreicht wird.

Durch die Möglichkeit den Werktisch 7 in einer horizontalen Ebene in X- und Y-Richtungen zu bewegen, während der Werk­ tisch 7 gedreht wird, wird die äußere Seite G 1 der Nute G am Schleifwerkzeug 1 entlang bewegt und bearbeitet. Demzu­ folge kann der Feinschliff auch dann automatisch ausgeführt werden, wenn die Nute G eine komplizierte, gebogene Form hat.

Der Feinschliff der inneren Seite G 2 kann in einer ähnlichen Weise vollständig ausgeführt werden, wenn das Schleifwerk­ zeug 1 in einer Position 1 b beginnt.

Es ist leicht zu erkennen, daß der Werktisch 7 auto­ matisch in X-Richtung oszillieren wird, wenn die Nute G sich zueinander verjüngende Seiten aufweist und wenn sich das Schleifwerkzeug 1 auf- und abbewegt. Der Feinschliff solcher sich zueinander verjüngender Seiten kann ebenfalls vollständig automatisch ausgeführt werden.

Mit dieser Ausgestaltung einer Schleifmaschine, ist es mög­ lich, einen Feinschliff einer kompliziert gebogenen Nute in einem Werkstück mit hohem Wirkungsgrad und großer Genauigkeit auszuführen.

Es ist anzumerken, daß das oben erwähnte Gewicht 53, welches eine konstante Zugkraft in eine Richtung auf den Werktisch 7 überträgt, durch einen Vorschubmotor oder ein ähnliches Mittel ersetzt werden kann, das ein konstantes Drehmoment abgibt. Alternativ kann das Gewicht 53 und die daraus resultierende konstante Zugkraft weggelassen werden, und die Schleifmaschine wie in der oben erwähnten US-Patent­ schrift beschriebenen Art benutzt werden.

Neben dieser Ausführungsform sind viele Änderungen und Ergänzungen möglich, ohne den Rahmen der Erfindung zu ver­ lassen. Diese Änderungen und Ergänzungen sind in den Merk­ malen der Ansprüche enthalten.

Claims (5)

1. Schleifmaschine, gekennzeichnet durch eine mit einem Schleifwerkzeug (1) versehene Bearbeitungsvorrichtung (3), durch einen unterhalb des Schleifwerkzeuges (1) angeordneten Werktisch (7), der in einer horizontalen Ebene ver­ schiebbar und drehbar ist und durch eine Antriebs­ vorrichtung (5), die den Werktisch (7) dreht und in horizontaler Richtung verschiebt, und durch einen Kreuzschlitten (11), der mit dem Werktisch (7) verbunden und zusammen mit diesem in einer horizontalen Ebene bewegbar ist.

2. Schleifmaschine, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Spannvorrichtung (43, 45, 47, 49, 51, 53) vorgesehen ist, die eine konstante in einer horizontalen Richtung (X bzw. Y) wirkende Zugkraft auf den Kreuzschlitten (11) ausübt.

3. Schleifmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebs­ vorrichtung (5) einen Motor (9) aufweist, der den Werktisch (7) dreht und auf dem Kreuzschlitten (11) angeordnet ist.

4. Schleifmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (9) mit dem Werktisch (7) durch einen Treibriemen (41) verbunden ist, der um den kreisför­ migen Umfang des Werktisches (7) und einer am Motor angeordneten Treibscheibe (39) gelegt ist.

5. Schleifmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (9) auf dem Querschlitten (19) mit einer Motortragplatte (33) gelagert ist, die zwei in Richtung des Werktisches (7) sich erstreckende Arme (35 a, 35 b) aufweist, an deren Enden jeweils eine Riemenscheibe (37 a bzw. 37 b) angeordnet ist, die den Treibriemen (41) führt und gegen den kreisförmigen Umfang des Werktisches (7) drückt.