DE4407148A1

DE4407148A1 - Form correcting device for lapping and polishing tools

Info

Publication number: DE4407148A1
Application number: DE19944407148
Authority: DE
Inventors: Wolfram Dr Lehmann
Original assignee: Friedrich Schiller Universtaet Jena FSU
Current assignee: Friedrich Schiller Universtaet Jena FSU
Priority date: 1994-03-04
Filing date: 1994-03-04
Publication date: 1995-09-14
Anticipated expiration: 2014-03-05
Also published as: DE4407148C2

Abstract

A piezo-electric adjuster (1) is installed centrally in the tool. This adjuster is balanced out by a bearing when the tool rotates. Connecting wires (7) lead to the outside. A change in the voltage applied to these wires causes a change in the length of the core (8) of the tool. A pulling and pressure applying rod can be centrally applied on the offside of the working surface (9). This rod is balanced out by a bearing (10) when rotated.

Description

Die Anordnung zur Formkorrektur von Werkzeugen für das Läppen und Polieren von Präzisionsflächen ist ein während des Arbeitsprozesses verstellbares Werkzeug. Die einfache Verstellmöglichkeit der Werkzeugwirkfläche und die damit erreichbaren hohen Formgenauigkeiten ermöglichen einen erweiterten Einsatz der Läpp- und Polierwerkzeuge mit synthetischen Poliermittelträgern (PMT).The arrangement for correcting the shape of tools for lapping and polishing Precision surfaces is an adjustable tool during the work process. The easy adjustment of the tool effective area and the achievable with it high dimensional accuracy enable the lapping and Polishing tools with synthetic polishing agent carriers (PMT).

Die Läpp- und Polierwerkzeuge mit aufgeklebten synthetischen PMT werden vorwiegend durch spanende Formgebung abgerichtet. Die damit erreichten Formgenauigkeiten sind für die Herstellung von Präzisionsflächen nicht ausreichend. Zusätzliche Fehler entstehen durch unerwünschten Verschleiß der Werkzeuge, der bisher nicht korrigiert werden konnte. Bisher bekannte Lösungen ermöglichten nur bedingt eine Korrektur der Werkzeugform für die Präzisionsbearbeitung während der Bearbeitungszeit.The lapping and polishing tools with glued synthetic PMT mainly dressed by machining. The achieved with it Shape accuracies are not sufficient for the production of precision surfaces. Additional errors arise from undesired wear of the tools could not be corrected so far. Previously known solutions only made it possible requires a correction of the tool shape for precision machining during the Processing time.

In Lehmann, W.: Dissertation "Untersuchungen zum Polieren optischer Funktionsflächen mit Pech und Folienwerkzeugen", FSU Jena; 1991, Seiten 95 bis 100, ist ein verstellbares Polierwerkzeug beschrieben, das thermisch verstellbar ist. Die Einbringung einer Wärmequelle in den Bearbeitungsprozeß hochgenauer Teile ist problematisch.In Lehmann, W .: Dissertation "Investigations on the polishing of optical Functional surfaces with pitch and foil tools ", FSU Jena; 1991, pages 95 to 100, an adjustable polishing tool is described which is thermally adjustable. The introduction of a heat source in the machining process of high-precision parts is problematic.

Das Ziel der Erfindung besteht darin, Formgenauigkeiten und Standzeit der Läpp- und Polierwerkzeuge zu erhöhen.The aim of the invention is to ensure the dimensional accuracy and service life of the lapping and to increase polishing tools.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für Werkzeuge zum Läppen und Polieren eine nachträgliche Formkorrektur während des Bearbeitungsprozesses zu ermöglichen. The invention has for its object for tools for lapping and polishing a subsequent form correction during the machining process enable.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt mit einer Anordnung zur Formkorrektur von Werkzeugen für das Läppen und Polieren von Präzisionsflächen erfindungsgemäß dadurch, daß zur Erzeugung der Formkorrektur der Werkzeugwirkfläche Mittel zur Verspannung dieser Fläche vorgesehen sind, die während des Bearbeitungsprozesses der Werkstücke verstellbar sind.This problem is solved with an arrangement for correcting the shape of Tools for lapping and polishing precision surfaces according to the invention characterized in that means for generating the shape correction of the tool effective surface Bracing of this surface are provided, which during the Machining process of the workpieces are adjustable.

Die Erzeugung der Verspannung des Werkzeuggrundkörpers wird innerhalb des Werkzeuges auf Grundlage des reziproken piezoelektrischen Effekten durch ein piezoelektrisches Stellglied realisiert. Die Längenänderung des piezoelektrischen Stellgliedes verändert die Form der Werkstückwirkfläche.The generation of the bracing of the tool body is within the Tool based on the reciprocal piezoelectric effects through a piezoelectric actuator realized. The change in length of the piezoelectric Actuator changes the shape of the workpiece surface.

Die Erzeugung der Verspannung wird durch eine im Maschinensystem wirkende Stellkraft realisiert, die die Werkzeugwirkfläche mit einer Stellkraft beaufschlagt. Mit der Anordnung eines Zwischenlagers wird die Verformung des rotierenden Werkzeuggrundkörpers durch eine nicht rotierende Kraftübertragung realisiert.The generation of the bracing is carried out by one acting in the machine system Actuating force realized, which acts on the tool surface with an actuating force. With The arrangement of an intermediate storage is the deformation of the rotating Tool body realized by a non-rotating power transmission.

Das Werkzeug besteht aus einem Aufnahmeteil und einem Werkzeuggrundkörper. Zwischen diesen Elementen ist eine Verformungsmöglichkeit vorgesehen, die eine Untersetzung der Bewegung des Stellgliedes zum im Aufnahmeteil gelagerten Werkzeuggrundkörper bewirkt.The tool consists of a receiving part and a basic tool body. A deformation possibility is provided between these elements, the one Reduction of the movement of the actuator to that stored in the receiving part Tool body causes.

Die Erfindung soll anhand von Figuren beschrieben werden. Es zeigen:The invention will be described with reference to figures. Show it:

Fig. 1 Läpp- und Polierwerkzeug mit piezoelektrischem Stellglied, Fig. 1 lapping and polishing tool with a piezoelectric actuator,

Fig. 2 Läpp- und Polierwerkzeug mit Zug-Druckstange. Fig. 2 lapping and polishing tool with pull-push rod.

Fig. 1 zeigt ein Werkzeug zum Läppen und Polieren, bei dem die Einstellung der Form und die Korrektur der Form der Werkzeugwirkfläche 9 durch ein piezoelektrisches Stellglied 1 erfolgt. Mit einer Änderung der Spannung an den Anschlußdrähten 6 des piezoelektrischen Stellgliedes 1 ergeben sich in Achsrichtung des Werkzeuges Änderungen der Lage des Stempels 7, des Druckkörpers 16, des Werkzeuggrundkörpers 8 und letzlich zu einer Veränderung der Form der Werkzeugwirkfläche 9. Das piezoelektrische Stellglied 1 ist mit dem Rohr 2 verbunden, das die Anschlußdrähte 6 wegführt. Fig. 1 shows a tool for lapping and polishing, wherein the adjustment of the shape and the correction of the shape of the effective tool surface occurs 9 by a piezoelectric actuator 1. A change in the voltage on the connecting wires 6 of the piezoelectric actuator 1 results in changes in the position of the plunger 7 , the pressure element 16 , the tool base element 8 in the axial direction of the tool and ultimately in a change in the shape of the active tool surface 9 . The piezoelectric actuator 1 is connected to the tube 2 , which leads the leads 6 away.

Das piezoelektrische Stellglied 1 und das Rohr 2 sind über die Drucklager 3 und 4 und das Lager 10 vom Aufnahmeteil 5 und vom Werkzeuggrundkörper 8 entkoppelt. Das piezoelektrische Stellglied 1 steht fest, während das Werkzeug rotiert. Das Drucklager 3 ist im Aufnahmeteil 5 als Festlager, das Drucklager 4 als Loslager ausgebildet. Das piezoelektrische Stellglied 1 und die Lager 3, 4, und 10 sind mit einer Dichtung 11 gegenüber dem Aufnahmeteil 5 abgedichtet. Mit dem im Werkzeug integrierten Lagersystem ergibt sich eine einfache Energiezufuhr, die auch während des Bearbeitungsprozesses gesteuert werden kann.The piezoelectric actuator 1 and the tube 2 are decoupled from the receiving part 5 and from the tool base body 8 via the thrust bearings 3 and 4 and the bearing 10 . The piezoelectric actuator 1 is stationary while the tool is rotating. The thrust bearing 3 is formed in the receiving part 5 as a fixed bearing, the thrust bearing 4 as a floating bearing. The piezoelectric actuator 1 and the bearings 3 , 4 , and 10 are sealed with a seal 11 with respect to the receiving part 5 . The storage system integrated in the tool results in simple energy supply that can also be controlled during the machining process.

In der Ausführung nach Fig. 2 ist der Werkzeuggrundkörper 8 mit der Zug- Druckstange 14 verbunden. Über den Zwischenring 12, das Lager 10 und die Lagerschale 15 erfolgt eine Entkopplung der Drehbewegung und der Bewegung der Zug-Druckstange 13 in axialer Richtung. Durch unterschiedliche Verformung des Werkzeuggrundkörpers 8, die durch Zug-Druckstangen 13 und 14 eingeleitet werden, erfolgt die Korrektur der Werkzeugwirkfläche 9. Die Zug-Druckstange 13 dreht sich nicht mit und eine nicht rotierende Kraft F kann eingeleitet werden. Mit Hilfe der Lagerstelle wird bei rotierendem Werkzeug eine nichtrotierende Stellkraft zur Formänderung des Werkzeuggrundkörpers 8 eingeleitet.In the embodiment according to Fig. 2 of the tool body 8 is connected to the tension-compression rod 14. The intermediate ring 12 , the bearing 10 and the bearing shell 15 decouple the rotary movement and the movement of the pull-push rod 13 in the axial direction. The tool active surface 9 is corrected by different deformations of the tool base body 8 , which are initiated by tension / compression rods 13 and 14 . The pull-push rod 13 does not rotate and a non-rotating force F can be introduced. With the help of the bearing point, a non-rotating actuating force for changing the shape of the basic tool body 8 is introduced when the tool is rotating.

BezugszeichenlisteReference list

1 piezoelektrisches Stellglied
2 Rohr
3 Drucklager
4 Drucklager
5 Aufnahmeteil
6 Anschlußdrähte
7 Stempel
8 Werkzeuggrundkörper
9 Werkzeugwirkfläche
10 Lager
11 Dichtung
12 Zwischenring
13 Zug-Druckstange
14 Zug-Druckstange
15 Lagerschale
16 Druckkörper 1 piezoelectric actuator
2 pipe
3 thrust bearings
4 thrust bearings
5 receiving part
6 connecting wires
7 stamps
8 tool body
9 effective tool surface
10 bearings
11 seal
12 intermediate ring
13 pull-push rod
14 pull-push rod
15 bearing shell
16 pressure hulls

Claims

1. Arrangement for correcting the shape of tools for lapping and polishing precision elements, in which means for generating the shape and / or correcting the shape of an active tool surface are provided for defined bracing of this active tool surface, which lead to a sensitive correction of the shape of the basic tool body ( 8 ), characterized in that a piezoelectric actuator ( 1 ) is arranged centrally in the tool, which

is decoupled from the rotary movement of the tool by bearings,
- Is provided with connecting wires 7 leading to the outside and
- In the event of a change in voltage on the connecting wires 7, a change in length passes on to the tool base body ( 8 ).

2. Arrangement for correcting the shape of tools for the lapping and polishing of precision elements, in which means for generating the shape and / or correcting the shape of a tool effective surface are provided for defined bracing of this active tool surface, which lead to sensitive shape correction of the basic tool body ( 8 ), characterized in that

- The basic tool body ( 8 ) is connected to the center of the active tool surface ( 9 ) with a push-pull rod ( 14 ), wherein
- The rotary movement of the push-push rod ( 14 ) is decoupled by a bearing ( 10 ) from the push-push rod ( 13 ) and a force (F) can be introduced in the axial direction onto the active tool surface ( 9 ) of the main tool body.