DE4103090C1 - - Google Patents
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
- B24D7/00—Bonded abrasive wheels, or wheels with inserted abrasive blocks, designed for acting otherwise than only by their periphery, e.g. by the front face; Bushings or mountings therefor
- B24D7/18—Wheels of special form
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B19/00—Single-purpose machines or devices for particular grinding operations not covered by any other main group
- B24B19/08—Single-purpose machines or devices for particular grinding operations not covered by any other main group for grinding non-circular cross-sections, e.g. shafts of elliptical or polygonal cross-section
- B24B19/12—Single-purpose machines or devices for particular grinding operations not covered by any other main group for grinding non-circular cross-sections, e.g. shafts of elliptical or polygonal cross-section for grinding cams or camshafts
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
- Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Maschine zum Schleifen von
Nocken oder dgl. mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 3
angegebenen Merkmalen.
Bei einem bekannten Verfahren bzw. einer bekannten Maschine dieser Art (DE
37 24 698 A1) ist die Vorschleifscheibe als von der Schleifspindel abnehmbare
Wechselschleifscheibe ausgebildet. Diese Wechselschleifscheibe ist mit Profilierungen
versehen, um beim Vorschleifen die Kanten der Nocken zu brechen. Beim Schleifablauf
wird die Vorschleifscheibe nicht seitlich versetzt, sondern es wird durch
einmaliges Einsteckschleifen die Nockenkontur vorgeschliffen und dann die Wechselschleifscheibe
abgenommen. Für jede Nockenbreite bzw. für jede Faserform ist
eine andere Vorschleifscheibe notwendig. Beim Vorschleifen ist zwischen Schleifscheibe
und Werkstück eine große Berührungsfläche vorhanden, zu der kein
Kühlmittel gelangen kann. Dies führt dazu, daß die Vorschubgeschwindigkeit relativ
niedrig gehalten werden muß, weil beim Erhöhen der Vorschubgeschwindigkeit oder
beim Erhöhen des Zerspanvolumens pro Zeiteinheit (Spantiefe) sich das Werkstück
zu stark erwärmen würde. Dies führt zu Schleifrissen in der Oberfläche oder sogar
zu Gefügeänderungen im Werkstück, was natürlich unerwünscht ist. Auch für die
immer öfter eingesetzten neuen Materialien, insbesondere z. B. Hartschalenguß oder
Werkstoffe, die ganz andere Eigenschaften beim Zerspanen aufweisen als die bisher
üblichen Materialien, ist das bekannte Schleifen nur bedingt erfolgreich einzusetzen.
Auch gemäß der US 30 19 562 und dem JP Abstract 54-83 195 wird mit zwei
Schleifscheiben gearbeitet. Dabei erfolgt das Vorschleifen mit einer Vorschleifscheibe
mit zylindrischer Schleiffläche, und wenn nach einer oder mehreren Werk
stückumdrehungen das Fertigvorschleifmaß erreicht ist, wird die Außenfläche des
Nockens mittels einer eigenen Fertigschleifscheibe fertiggeschliffen. Die im Zusammenhang
mit der DE 37 24 698 A1 vorstehend erwähnten, mit einer zu
starken Erwärmung verbundenen Nachteile treten auch hier auf.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden
und ein Schleifverfahren bzw. eine Schleifvorrichtung anzugeben, wobei insbesondere
eine gezielte Kühlung der Schleifzone während des Vorschleifens möglich ist.
Die Lösung dieser Aufgabe wird verfahrensmäßig durch die im Patentanspruch 1 angegebenen
Merkmale, hinsichtlich der zum Durchführen des angegebenen Verfahrens verwendeten
Maschine durch die im Patentanspruch 3 angegebenen Merkmale
erreicht.
Durch die Ausbildung der Vorschleifscheibe mit mindestens einer radial umlaufenden
Nut am Außenumfang wird erreicht, daß nicht die gesamte Umfangsfläche des
Nockens auf einmal bearbeitet wird. Das bringt eine Verringerung der Erwärmung
mit sich, wozu auch noch beiträgt, daß beim Schleifen an die in den Nuten
stehenbleibenden Stege ein Kühlmittel herangeführt werden kann. Es sind deshalb
hohe Schnittgeschwindigkeiten und ein erhöhtes Zerspanvolumen pro Zeiteinheit
möglich, d. h. Vorschubgeschwindigkeit und Schnittiefe lassen sich erhöhen, so daß
auch bei einer Hochgeschwindigkeitsbearbeitung Gefügeänderungen oder Schleifrisse
im Werkstück auszuschließen sind. Dadurch ist ein schnelleres und damit auch
kostengünstigeres Schleifen möglich.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung des Verfahrens nach Anspruch 1 ist Gegenstand
des Anspruchs 2. Weitere Ausbildungen der Maschine nach Anspruch 3
sind Gegenstand der Ansprüche 4 bis 7.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine erfindungsgemäß ausgebildete Maschine beim
Feinschleifen eines Nockens;
Fig. 2 die Vorschleifscheibe beim Einstechschleifen;
Fig. 3 das Fertigvorschleifen eines Nockens nach dem
axialen Versetzen der Vorschleifscheibe;
Fig. 4 einen Querschnitt durch die Schleiffläche der Vor
schleifscheibe;
Fig. 5 die Maschine vor dem Beginn des Vorschleifens,
nachdem ein benachbarter Nocken feingeschliffen
wurde;
Fig. 6 eine abgeänderte Ausführungsform mit einander gegenüberliegenden
Vor- und Fertigschleifscheiben;
Fig. 7 eine abgeänderte Ausführungsform der radial am Außenumfang
der Schleifscheibe umlaufenden Nuten.
In Fig. 2 ist dargestellt, wie ein Nocken 3 im Einstechverfahren
vorgeschliffen wird. Die Vorschleifscheibe 1 ist breiter
als der Nocken 3 und weist zwei radiale ringförmige Nuten 4
am Außenumfang auf. Diese Nuten 4 werden nach innen breiter,
so daß zwischen den Flanken der Nuten 4 und den beim Schleifen
stehenbleibenden Stegen 7 Feiwinkel entstehen, in welche Kühlmittel
zugeführt wird. Die eigentliche Schleiffläche geht nicht
über die ganze Nockenbreite. Dies ist insbesondere aus Fig. 4
ersichtlich, wo dargestellt ist, daß ein galvanisch aufgebrachter
Schleifbelag 9, beispielsweise ein metallgebundener CBN-Schleifbelag
durch die Nuten 4 unterbrochen ist.
Eine weitere Möglichkeit der Ausführung der Vorschleifscheibe 1
ist in Fig. 7 gezeigt. Hier ist der Schleifbelag 9 etwas über die
Nutseitenfläche hineinragend ausgeführt, dadurch können die radial
am Außenumfang umlaufenden Nuten 4 in gleicher Breite bis
auf den Nutgrund ausgeführt werden. Durch diese Ausführung können
dieselben Vorteile wie bei der Ausführung nach Fig. 4 erzielt
werden.
Beim Schleifen gemäß Fig. 2 wird gleichzeitig die im Bild linke
Fase 8 des Nockens 3 geschliffen. Zu diesem Zweck hat die
Vorschleifscheibe 1 vorspringende Ränder 5 und 6, die im Querschnitt
frei wählbar, nach Fig. 2 oder 3 im Querschnitt etwa
dreieckig sind und deren Neigung der erwünschten Profilierung
der Fasen 8 entspricht.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, sind wegen der gegenüber dem
Nocken 3 größeren Breite der Vorschleifscheibe 1 der rechte
Rand 6 und ein benachbarter Bereich der Schleiffläche nicht im
Eingriff mit dem Nocken 3. Ist das Vorschleifen soweit fortgeschritten,
daß die Stege 7 in die Nuten 4 um ein gewisses Maß
eindringen, dann wird die Vorschleifscheibe 1 axial versetzt
eingesetzt. Es werden jetzt die Stege 7, die nunmehr in ihrer
Lage gegenüber den Nuten 4 versetzt sind, abgeschliffen, wobei
gleichzeitig das Schleifen der rechten Fase 8 durch den Rand
6 erfolgt. Der Zustand, der nach diesem Vorgehen nach radialer
Zustellung der Schleifscheibe 1 erreicht ist, ist in Fig. 3 dargestellt.
Das Vorschleifen kann schon nach einem einmaligen axialen Versetzen
der Vorschleifscheibe 1 beendet sein. Es können aber
bei Bedarf auch noch weitere Schleifzyklen angeschlossen werden.
Jedenfalls wird das Versetzen der Vorschleifscheibe 1 so
oft wiederholt, bis das Fertigvorschleifmaß erreicht ist. Jeder
Schleifvorgang erfolgt dabei bei einer vollen oder mehreren Werk
stückumdrehungen.
Wenn das Fertigvorschleifmaß erreicht ist, wird der Nocken 3
von der Fertigschleifscheibe 2 fertig bearbeitet. Dies ist in
Fig. 1 dargestellt. Der Außenumfang der Fertigschleifscheibe 2
weist dabei die Fertigprofilform des Nockens 3 auf. In Fig. 3
hat die Fertigschleifscheibe 2 einen zylindrischen Außenumfang.
Es ist aber ohne weiteres möglich, daß die Fertigschleifscheibe
2 auch zum Schleifen von schrägen oder balligen Nocken herangezogen
wird; sie muß dann nur eine entsprechende Profilform haben.
Die Fertigschleifscheibe 2 kann eine andere Körnung und Bindung
aufweisen als die Vorschleifscheibe 1, um die gewünschte Oberfläche
zu erhalten und die Schleifparameter gezielt zu beeinflussen.
Durch das Fertigschleifen der beiden Fasen 8 während des
Vorschleifens mit der Vorschleifscheibe 1 kann die Fertigschleifscheibe
2 eine sehr einfache Profilform aufweisen. Des weiteren
treten während des Fertigschleifens keinerlei Querkräfte auf
die Fertigschleifscheibe 2 bzw. das Werkstück auf, die die Arbeitsgenauigkeit
negativ beeinflussen können, d. h. die Schleifscheibe
2 bzw. die Nockenwelle werden nur noch radial belastet.
In Fig. 5 ist dargestellt, daß ein Nocken 3 fertiggeschliffen
ist, während der benachbarte Nocken noch die rohe Gußmantelfläche
hat. Die Vorschleifscheibe 1 steht kurz vor dem ersten
Einsatz. Das Ergebnis dieses Einsatzes entspricht der in Fig. 2
dargestellten Situation.
In den Fig. 1 bis 3 und 5 sind beide Schleifscheiben 1 und 2
auf einer gemeinsamen Spindel montiert. Dies ermöglicht das Vor-
und Fertigschleifen des Nockens 3 in einer Aufspannung.
Wenn die Nocken 3 sehr eng nebeneinander angeordnet sind, ist es
nicht möglich, mit den auf einer Spindel montierten Schleifscheiben
1 und 2 zu arbeiten. In einem solchen Fall sind die
Schleifscheiben 1 und 2 - bezogen auf die Nockenwelle -
einander gegenüberliegend angeordnet, vergl. Fig. 6. In diesem Fall
müssen zwei Schleifspindeln
vorgesehen werden.
Claims (6)
1. Verfahren zum Schleifen der Außenkontur von Nocken o. dgl.
wobei der Nocken mittels einer Vorschleifscheibe im Einstechverfahren
bis auf ein vorgegebenes Vorschleifmaß vorgeschliffen und dann mit einer
Fertigschleifscheibe fertiggeschliffen wird,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Abschleifen des Nockens (3) auf das Vorschleifmaß mit einer Vor
schleifscheibe (1) erfolgt, die am Außenumfang mit mindestens einer
radial umlaufenden Nut (4) versehen ist, wobei mit dieser Vorschleifscheibe
(1) nach einem ersten Einstich mindestens ein weiterer Einstich
erfolgt, bei dem die Vorschleifscheibe (1) mindestens um das Maß der
Nutbreite in Achsrichtung der Schleifscheibe versetzt ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
jeder Einstich mit einer Werkstückumdrehung erreicht wird.
3. Maschine zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1
oder 2, mit einer Vorschleifscheibe und einer Fertigschleifscheibe, ge
kennzeichnet durch folgende Merkmale:
- a) die Vorschleifscheibe (1) ist am Außenumfang mit mindestens einer radial umlaufenden Nut (4) versehen;
- b) die Breite der Vorschleifscheibe (1) ist größer als die axiale Abmessung des Nockens (3), wobei die an die Nut(en) (4) angrenzenden zylindrischen Flächenabschnitte der Vorschleifscheibe (1) mindestens so breit sind wie die Nut(en) (4).
4. Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
radial umlaufende(n) Nut(en) (4) - im Querschnitt der Vorschleifscheibe
(1) gesehen - symmetrisch angeordnet ist bzw. sind.
5. Maschine nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Nut(en) (4) einen rechteckigen Querschnitt aufweist bzw. aufweisen
und daß der an der aktiven Fläche der Vorschleifscheibe (1)
vorgesehene Schleifbelag (9) über den Nutrand hinaus vorspringt.
6. Maschine nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Nut(en) (4) einen schwalbenschwanzförmigen Querschnitt aufweist
bzw. aufweisen.
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