DE3928514C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schleifen und anschließen­ den Brechen oder Abrunden der Kanten eines an seiner Stirnfläche von einer um ihre Rotationsachse rotierenden hohlzylindrischen Topfschleifscheibe planbearbeiteten, zylindrischen Werkstückes, wobei während der Planschleifbearbeitung des Werkstückes und die Rotationsachse der Topfschleifscheibe parallel verlaufen und die Innenkante der hohlzylindrischen Topfschleifscheibe den Umfang des zylindrischen Werkstückes an zwei sekantal gegenüberliegenden Innenschnitt­ punkten schneidet. - Der Ausdruck Schleifen bezeichnet das sog. Feinschleifen.

Es versteht sich, daß ein solches Werkstück nur im Bereich der Stirnfläche zylindrisch sein muß. Es versteht sich fernerhin, daß der Schleifvorgang mit der entsprechenden Werkzeuganpreßkraft, d. h. entsprechendem Kontaktdruck zwischen der Werkstückoberfläche und der Topfschleifscheibe, durchgeführt wird. Dabei wird mit den üblichen Winkelgeschwindigkeiten einerseits des Werkstückes und andererseits der Topfschleifscheibe gearbeitet. Die Winkelge­ schwindigkeiten sind auch von dem Werkstoff abhängig, aus dem das Werkstück bzw. die Topfschleifscheibe bestehen. Das Bearbeitungs­ ergebnis ist eine mit hoher Genauigkeit ebene Stirnfläche geringer Rauhigkeit oder eine mit vorgegebener Genauigkeit konkave oder konvexe Stirnfläche geringer Rauhigkeit. Soll eine ebene Stirnfläche erzeugt werden, so verlaufen beim Schleifvorgang die Zylinderachse und die Rotationsachse der Topfschleifscheibe mit hoher Genauigkeit parallel. Soll eine konvexe oder konkave Stirnfläche erzeugt werden, so wird die Rotationsachse der Topfschleifscheibe zur Zylin­ derachse entsprechend schräg gestellt. Stets entsteht eine Kante, die geometrisch definiert ist als die Durchdringung der Stirnfläche des Werkstückes und der zylindrischen Umfangsfläche des Werkstückes. Bei der Stirnfläche kann es sich z. B. um eine Gleit-, Roll- oder Dichtfläche handeln. Die Kante bedingt beim Einsatz des Werkstückes in einer Maschine oder in einem Motor eine Kantensingularität, die z. B. die störungsfreie Ausbildung eines Schmiermittelfilmes beein­ trächtigt oder zu störend hohen, als Kantenpressungen bezeichneten Flächenpressungen führt. Solche Kantensingularitäten sind bisher häufig in Kauf genommen worden.

Bei dem aus der betriebsmäßigen Praxis bekannten, vorstehend beschriebenen Verfahren erfolgen das Schleifen einerseits und das Brechen oder Abrunden der Kanten andererseits in verschiedenen Aufspannungen des Werkstückes, und zwar auf verschiedenen Maschinen. Das ist aufwendig und beeinträchtigt die Genauigkeit, da das bezüglich der Schleifbearbeitung der Stirnfläche fertig bearbeitete Werkstück aus der für die Bearbeitung der Stirnfläche eingerichteten Schleifmaschine herausgenommen und in der Schleif­ maschine, die für die Kantenbearbeitung eingerichtet ist, neu aufgespannt werden muß. Das beeinträchtigt auch die Taktzeit bei einer automatischen Bearbeitung einer Vielzahl von gleichen Werk­ stücken und beeinträchtigt insbes. die Bearbeitungsgenauigkeit, weil aus der doppelten Aufspannung Ungenauigkeiten resultieren. Im übrigen kann im Rahmen dieser bekannten Maßnahmen nicht ausge­ schlossen werden, daß Übergangskanten zwischen der Stirnfläche und der gebrochenen oder mit Radius versehenen Kante entstehen, die ihrerseits wieder Kantensingularitäten auslösen.

Grundsätzlich ist es bekannt, daß mit der Innenkante einer Topfschleifscheibe sphärisch gewölbte Oberflächen erzeugt werden können vgl. US-PS 28 36 939 und US-PS 29 82 057. Dazu gehört ein bestimmter Zusammenhang zwischen dem am Werkstück erzielten Radius und der Neigung des verwendeten Schleifwerkzeuges. Zur Beseitigung der vorstehend beschriebenen Kantensingularitäten haben diese lange bekannten Maßnahmen jedoch nichts beigetragen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, welches es ermöglicht, bei einem zylindrischen Werkstück, dessen Stirnfläche schleifend bearbeitet ist, die die Stirnfläche begrenzenden Kanten so zu bearbeiten, daß störende Kantensingularitäten nicht mehr in Kauf genommen werden müssen.

Ausgehend von dem eingangs beschriebenen Verfahren lehrt die Erfindung zur Lösung dieser Aufgabe, daß das Brechen oder Abrunden der Werkstückkanten in einer Aufspannung auf derselben Maschine erfolgt wie das Planschleifen der Stirnflächen des Werk­ stückes, indem die Topfschleifscheibe im Anschluß an die Planschleifbearbeitung der Stirnfläche um die Verbindungslinie der beiden Innenschnittpunkte mit stetiger Bewegung geschwenkt wird. Der Schwenkwinkel der Topfschleifscheibe soll dabei maximal 5°, vorzugsweise etwa 2°, betragen. Das Schwenken der Topfschleifschei­ be erfolgt zweckmäßigerweise mit zunehmender Winkelgeschwindigkeit.

Die Erfindung nutzt die aus den o.a. US-Patentschriften bekannte Tatsache, daß bei der beschriebenen Schwenkbewegung der Topfschleifscheibe eine Kantenausbildung generiert wird, deren Krümmungsradius gleichsam "unendlich groß" in ein gewünschtes endliches Maß übergeht, und zwar allmählich und ohne störende Singularitäten und Übergangskanten. Die Kantenausbildung selbst sowie der Übergang von der Stirnfläche der Kantenausbildung sind abhängig von der Geschwindigkeit der beschriebenen Schwenkbewe­ gung, dem Schwenkwinkel, der schon erwähnten Werkzeuganpreßkraft und der Lage der Verbindungslinie, um die die Topfschleifscheibe wie beschrieben geschwenkt wird. Die Kantenausbildung wird dabei in der Aufspannung erzeugt, in der sich das Werkstück bei der Schleifbearbeitung der Stirnfläche ohnehin befindet. Folglich kann erfindungsgemäß mit sehr hohen Genauigkeiten gearbeitet werden und sind kurze Taktzeiten möglich. Wird eine Mehrzahl von gleichen Werkstücken bei gleichen Parametern für die Erzeugung der Kan­ tenausbildung bearbeitet, so erhält man auch mit hoher Wahr­ scheinlichkeit sehr genau übereinstimmende Kantenausbildungen. Die Kantenausbildung ist mit anderen Worten mit hoher Genauigkeit reproduzierbar. Eine Beeinträchtigung des Bearbeitungsvorganges insgesamt durch unterschiedliche Aufspannung in unterschiedlichen Maschinen ist nicht mehr gegeben.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung

Fig. 1 einen Axialschnitt durch ein Werkstück und eine Topfschleif­ scheibe bei einer Schleifbearbeitung der Stirnfläche des Werkstückes,

Fig. 2 die Draufsicht auf den Gegenstand nach Fig. 1 in Richtung des Pfeiles A,

Fig. 3 den Gegenstand nach Fig. 1 bei der Erzeugung einer Kantenabrundung.

In der Fig. 1 erkennt man zunächst die Maßnahmen bei der Schleifbearbeitung der Stirnfläche 1 eines zylindrischen Werkstückes 2. Das Werkstück 2 rotiert um seine Zylinderachse 3, wie durch einen Bogenpfeil angedeutet ist. Die Stirnfläche 1 wird von einer um ihre Rotationsachse 4 rotierenden hohlzylindrischen Topfschleif­ scheibe 5 in einem Überdeckungsbereich 6 bearbeitet. Die Topf­ schleifscheibe 5 besitzt einen größeren Durchmesser als das zylin­ drische Werkstück 2. Die Fig. 1 zeigt eine Phase des Schleifbearbei­ tungsvorganges, bei der die Zylinderachse 3 des Werkstückes 2 und die Rotationsachse 4 der Topfschleifscheibe 5 parallel verlaufen. Man erkennt in der Fig. 2, daß die Innenkante 7 der hohlzylin­ drischen Topfschleifscheibe 5 den Umfang des zylindrischen Werk­ stückes 2 an zwei sekantal gegenüberliegenden Innenschnittpunkten 8 schneidet. Aus einer vergleichenden Betrachtung der Fig. 1 und 3 erkennt man, daß die rotierende, schleifend arbeitende Topfschleif­ scheibe 5 um die Verbindungslinie 9 der beiden vorstehend er­ wähnten Innenschnittpunkte 8 abgekippt geschwenkt worden ist. Durch diese Bewegung wird eine Kantenabrundung 10 an die Stirnfläche 1 des Werkstückes 2 angeschliffen, deren Krümmung im Querschnitt an die Stirnfläche 1 quasistetig anschließt. - Es ver­ steht sich, daß in den Figuren die Verhältnisse übertrieben dargestellt worden sind. Das gilt für den Schwenkwinkel 11 und die in Fig. 3 angedeutete Kantenabrundung 10. Tatsächlich wird die Topfschleifscheibe 5 aus der Stellung, bei der die Rotationsachse 4 der Topfschleifscheibe 5 und die Zylinderachse 3 parallel verlaufen, nur um maximal 5°, vorzugsweise etwa 2°, geschwenkt. Die Verbin­ dungslinie 9, um die die Schwenkbewegung erfolgt, kann beim Schleifvorgang auch in Richtung des in Fig. 3 eingezeichneten Bogenpfeiles wandern.

Claims (3)

1. Verfahren zum Schleifen und anschließenden Brechen oder Abrun­ den der Kanten eines an seiner Stirnfläche von einer um ihre Rotationsachse rotierenden hohlzylindrischen Topfschleifscheibe plan­ bearbeiteten, zylindrischen Werkstückes, wobei während der Planschleifbearbeitung die Zylinderachse des Werkstückes und die Rotationsachse der Topfschleifscheibe parallel verlaufen und die Innenkante der hohlzylindrischen Topf­ schleifscheibe den Umfang des zylindrischen Werkstückes an zwei sekantal gegenüberliegenden Innenschnittpunkten schneidet, dadurch gekennzeichnet, daß das Brechen oder Abrunden der Werkstückkanten in einer Aufspannung auf derselben Maschine erfolgt, wie das Planschleifen der Stirnflächen des Werkstückes (2), indem die Topfschleifscheibe (5) im Anschluß an die Planschleifbearbeitung der Stirnfläche (1) um die Verbin­ dungslinie (9) der beiden Innenschnittpunkte (8) mit stetiger Bewegung geschwenkt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkwinkel der Topfschleifscheibe (5) maximal 5°, vorzugsweise etwa 2°, beträgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwenken der Topfschleifscheibe (5) mit zunehmender Winkelge­ schwindigkeit erfolgt.