DE4416060C2

DE4416060C2 - Abrichteinrichtung an einer Schleifmaschine zum Herstellen verschiedenartiger Innen- und Außenprofile

Info

Publication number: DE4416060C2
Application number: DE19944416060
Authority: DE
Inventors: Joachim Quandt
Original assignee: Niles Werkzeugmaschinen GmbH
Current assignee: Niles Werkzeugmaschinen GmbH
Priority date: 1994-05-02
Filing date: 1994-05-02
Publication date: 2002-06-06
Anticipated expiration: 2014-05-03
Also published as: DE4416060A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Abrichteinrichtung an einer Schleifmaschine zum Herstellen verschiedenartiger Innen- und Außenprofile an Werkstücken, insbesondere zum Herstellen von Innen- und Außenverzahnungen. Die Schleifscheibe ist in einem Schleifarm gelagert, der über CNC-Achsen bewegbar ist. Der Rundtisch als Werkstückträger ist ebenfalls CNC-gesteuert. DOLLAR A Aufgabe der Erfindung ist es, eine Abrichteinrichtung zu schaffen, mit der an der Schleifscheibe beliebige Profile innerhalb kurzer Zeit in hoher Qualität erzeugbar sind. Der Abstand der Schleifebene zur Abrichtebene soll dabei ohne Einschränkung des Arbeitsbereiches der Schleifmaschine auf ein Minimum reduziert werden. DOLLAR A Erfindungsgemäß ist zentrisch im Rundtisch (2) eine Hülse (14) angeordnet, die eine radial zur Achse des Rundtisches (2) verstellbare Aufnahme (17) mit einem axial zur Achse des Rundtisches (2) verstellbaren Abrichtwerkzeug (18) trägt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Abrichteinrichtung an einer Schleifmaschine zum Herstellen verschiedenartiger Innen- und Außenprofile an Werkstücken, insbesondere zum Herstellen von Innen- und Außenverzahnungen, mit einer Schleifscheibe, die in einem Schleifarm gelagert ist, der über CNC-Achsen bewegbar ist, und einem CNC-gesteuerten Rundtisch als Werkstückträger.

Es ist bereits eine Lösung aus der Praxis bekannt, bei der eine CNC- gesteuerte Schleifmaschine mit Innen- und Außenschleifeinrichtung eine Einrichtung zum Abrichten der Schleifscheibe aufweist. Die Werkstückachse ist bei dieser Schleifmaschine waagerecht angeordnet und in einer am Spindelstock fest montierten Halterung sind die Abrichtwerkzeuge befestigt. Als Abrichtwerkzeuge sind mehrere Abrichtdiamanten vorgesehen, die in zwei Reihen angeordnet und dabei jeweils der rechten und linken Seite der abzurichtenden Schleifscheibe zugeordnet sind.

Nachteilig bei dieser Lösung ist, daß diese Abrichteinrichtung in einem großen Abstand von der Werkstückachse montiert ist. Der große Abstand resultiert aus der Notwendigkeit, daß beim Spannen von Werkstücken mit maximalem Außendurchmesser, die gemäß dem Arbeitsbereich der Schleifmaschine bearbeitbar sind, noch ungehindert abgerichtet werden kann. Ein weiterer Nachteil dieser Lösung besteht darin, daß der Schleifarm weit auskragend zu gestalten ist, um auch bei maximalen Werkstücklängen die Schleifscheibe abrichten zu können.

Aus den genannten Umständen ergeben sich insbesondere beim Schleifen von langen und im Durchmesser kleinen Werkstücken lange Wege, die mit der Schleifscheibe zur Abrichteinrichtung verfahren werden müssen. Diese langen Wege haben hohe Nebenzeiten zur Folge.

Weiterhin hat die große Entfernung der Abrichteinrichtung vom Schleifpunkt negativen Einfluß auf die Abrichtqualität, da durch den langen Verfahrweg der Schleifscheibe sich Fehlermöglichkeiten erhöhen. Des weiteren entstehen durch den lang auskragenden Schleifarm Steifigkeitsverluste am Werkzeugträger, die ebenfalls die Arbeitsgenauigkeit beeinträchtigen.

Außerdem ist bei der bekannten Lösung nachteilig, daß aufgrund der Anordnung der Abrichtdiamanten das Profil der Schleifscheibe nur in einem beschränkten Arbeitsbereich erzeugbar ist. Das Abrichten der Schleifscheibe mit stark voneinander abweichenden Profilen erfordert unter Umständen den kompletten Austausch des Trägers der Abrichtdiamanten.

In der DE 22 42 610 A wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schleifen der Zahnflanken innenverzahnter Hohlzahnräder beschrieben. Bei dieser Lösung ist die Werkstückachse senkrecht angeordnet. Die Abrichtein richtung, deren Aufbau nicht näher erläutert wird, ist auf einem Sockel befestigt. Sie ist außerhalb des Arbeitsbereiches der Maschine und entgegen gesetzt zu dem Maschinengestellteil angeordnet, an dem sich auf einem Kragarm verfahrbar der Schlitten mit dem Träger der Schleifscheibe befindet.

Der wesentliche Nachteil dieser bekannten Lösung besteht darin, daß auch hier die Schleifscheibe zum Abrichten zu der fest montierten Abrichtein richtung verfahren werden muß, die sich außerhalb des Arbeitsbereiches der Maschine befindet. Lange Verfahrwege sind deshalb unvermeidbar, um die Schleifscheibe in Kontakt mit der Abrichteinrichtung zu bringen.

Nachteilig ist weiterhin, daß durch die weit auskragende Konstruktion des Werkzeugträgers und Zuordnung der Abrichteinrichtung zu diesem erhebliche Steifigkeitsverluste des Systems entstehen und somit die Abrichtgenauigkeit negativ beeinflußt wird, was zu einer Verminderung der Verzahnungsqualität führt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Abrichteinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der an der Schleifscheibe beliebige Profile innerhalb kurzer Zeit in hoher Qualität erzeugbar sind und bei der der Abstand der Schleifebene zur Abrichtebene ohne Einschränkung des Arbeitsbereiches der Schleifmaschine auf ein Minimum reduziert ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer gattungsgemäßen Einrichtung dadurch gelöst, daß zentrisch im Rundtisch eine Hülse angeordnet ist, die eine radial zur Achse des Rundtisches verstellbare Aufnahme mit einem axial zur Achse des Rundtisches verstellbaren Abrichtwerkzeug trägt.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die Hülse in einem am Rundtisch befestigten Flansch gelagert ist und über eine Kupplung mit einem Maschinenbett verbunden ist.

Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß das Abrichtwerkzeug eine rotierende Diamantscheibe in Topfform mit einem konstanten Radius ist.

Für die Erfindung kann es entsprechend dem Anwendungsfall von besonderem Vorteil sein, wenn das Abrichtwerkzeug gleichachsig oder achsparallel sowie senkrecht zur Achse des Rundtisches angeordnet ist.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß durch die Anordnung der Abrichteinrichtung auf der Schleifmaschine und ihre Zuordnung zur Schleifscheibe der Abstand der Schleifebene zur Abrichtebene gering ist. Die Verfahrwege der Schleifscheibe zum Abrichten sind kurz, wodurch die Nebenzeiten beim Schleifprozeß wesentlich reduziert werden können.

Durch die erfindungsgemäße Abrichteinrichtung wird ein weiterer Vorteil erreicht, indem die Kraglänge des Schleifarmes von der Anordnung des Abrichtwerkzeuges unabhängig ist und sich nur auf die zur Bearbeitung des Werkstückes notwendige Länge beschränkt. Somit erhält der Schleifarm eine hohe Steifigkeit, was sich positiv auf die zu erzielende Genauigkeit im Abricht- und Bearbeitungsprozeß auswirkt. Zusätzlich wird eine größere spezifische Spanleistung beim Schleifen des Werkstückes möglich.

Durch das Zusammenwirken des ortsfest angeordneten Abrichtwerkzeuges mit der über CNC-Achsen verfahrbaren Schleifscheibe wird beim Abrichten eine hohe Genauigkeit hinsichtlich der Profilierung der Schleifscheibe erreicht. Die Abrichteinrichtung ermöglicht das Abrichten der Schleifscheibe mit beliebigem Profil in einem Winkelbereich von 0° bis 90° an beiden Seiten der Schleifscheibe.

Der Arbeitsbereich der Schleifmaschine wird durch die Anordnung und Gestaltung der Abrichteinrichtung nicht eingeschränkt.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.

Die zugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Schleifmaschine mit der erfindungsgemäßen Abrichteinrichtung (ohne die Anordnung eines Werkstückes)

Fig. 2 einen Querschnitt durch die erfindungsgemäße Abrichteinrichtung

Fig. 3 die Zuordnung der erfindungsgemäßen Abrichteinrichtung zur Schleifscheibe bei achsparalleler Anordnung des Abrichtwerkzeuges zur Achse des Rundtisches

Fig. 4 die Zuordnung der erfindungsgemäßen Abrichteinrichtung zur Schleifscheibe bei senkrechter Anordnung des Abrichtwerkzeuges zur Achse des Rundtisches

Die in Fig. 1 dargestellte Schleifmaschine besitzt ein Maschinenbett 1, auf dem ein dreh- und positionierbarer Rundtisch 2 (CNC-Achse C) und ein ge genüber dem Rundtisch 2 verstellbarer Ständer 3 (CNC-Achse Y) angeordnet sind. Der Ständer 3 trägt einen beweglichen Hubschlitten 4 (CNC-Achse Z), auf dem ein Schwenkteil 5 (CNC-Achse B) sich befindet. Auf dem Schwenk teil 5 ist mindestens ein Schleifschlitten 6 (CNC-Achse X) angeordnet.

Der Schleifschlitten 6 trägt einen zum Schleifen von Innenprofilen besonders ausgebildeten Schleifarm 7. Am Schleifarm 7 befinden sich die Schleif scheibe 8 und der Schleifscheibenantriebsmotor 9, die über den Riementrieb 10 miteinander verbunden sind (Fig. 2). Die Schleifscheibe 8 kann somit über das Schwenkteil 5 auf den jeweiligen zu schleifenden Schrägungswinkel der Profile des Werkstückes 12 (Fig. 2) eingestellt werden.

Gemäß Fig. 2 ist der Rundtisch 2 Träger der Spanneinrichtung 11 und des Werkstückes 12. Zentrisch im Rundtisch 2 ist ein Flansch 13 befestigt, in dem eine Hülse 14 über die Lagerung 15 gelagert ist.

Die Hülse 14 ist über die Kupplung 16 ortsfest mit dem Maschinenbett 1 verbunden. Auf der Hülse 14 ist verstellbar eine austauschbare Aufnahme 17 befestigt. Das Abrichtwerkzeug 18 ist vorzugsweise eine Diamantscheibe in Topfform mit einem konstanten Radius R, die auf einer Motorspindel 19 befestigt ist. Durch die besondere Ausbildung der Diamantscheibe ist ein universelles Abrichten der Schleifscheibe 8 an beiden Seiten im Winkelbereich von 0° bis 90° möglich.

Die Stromzuführung zur Motorspindel 19 erfolgt zentrisch durch die Hülse 14 über ein in Längsrichtung flexibles Kabel 20, das mit einer Steckverbindung 21 versehen ist.

In der Fig. 3 ist die achsparallele Anordnung des Abrichtwerkzeuges 18 zur Achse des Rundtisches 2 dargestellt. Gemäß dieser vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Schleifscheibe 8 durch das rotierende Abrichtwerkzeug 18 in der Abrichtebene I-I (Fig. 2) abgerichtet. Dabei wird die Schleifscheibe 8 über die CNC-Achsen Z und X, die über einen nicht dargestellten Rechner im Bahnbetrieb verfahren werden, an dem ortsfest angeordneten Abrichtwerkzeug 18 entlangbewegt.

Die Fig. 4 zeigt die senkrechte Anordnung des Abrichtwerkzeuges 18 zur Achse des Rundtisches 2. Bei dieser vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Schleifscheibe 8 durch das rotierende Abrichtwerkzeug 18 in der Abrichtebene II-II (Fig. 2) abgerichtet. Dabei wird die Schleifscheibe 8 über die CNC-Achsen X und Y, die ebenfalls über einen nicht dargestellten Rechner im Bahnbetrieb verfahren werden, an dem ortsfest angeordneten Abrichtwerkzeug 18 entlangbewegt.

Zum Abrichten in den Abrichtebenen I-I und II-II wird die Schleifscheibe 8 über die CNC-Achsen Y und Z aus der Schleifzone in die Abrichtzone des ortsfesten Abrichtwerkzeuges 18 gefahren (Fig. 2). Auch beim Abrichten der Schleifscheibe 8 für das Schleifen von Schrägverzahnungen am Werkstück 12 bleibt das Abrichtwerkzeug 18 ortsfest angeordnet. Die zu erzeugenden Profile werden in diesem Fall über Koordinatentransformation der entsprechenden CNC-Achsen berechnet.

Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen

1

Maschinenbett

2

Rundtisch

3

Ständer

4

Hubschlitten

5

Schwenkteil

6

Schleifschlitten

7

Schleifarm

8

Schleifscheibe

9

Schleifscheibenantriebsmotor

10

Riementrieb

11

Spanneinrichtung

12

Werkstück

13

Flansch

14

Hülse

15

Lagerung

16

Kupplung

17

Aufnahme

18

Abrichtwerkzeug

19

Motorspindel

20

Kabel

21

Steckverbindung
I-I Abrichtebene
II-II Abrichtebene
R Radius

Claims

1. Abrichteinrichtung an einer Schleifmaschine zum Herstellen verschiedenartiger Innen- und Außenprofile an Werkstücken, insbesondere zum Herstellen von Innen- und Außenverzahnungen, mit einer Schleifscheibe, die in einem Schleifarm gelagert ist, der über CNC- Achsen bewegbar ist, und einem CNC-gesteuerten Rundtisch als Werkstückträger, dadurch gekennzeichnet, daß zentrisch im Rundtisch (2) eine Hülse (14) angeordnet ist, die eine radial zur Achse des Rundtisches (2) verstellbare Aufnahme (17) mit einem axial zur Achse des Rundtisches (2) verstellbaren Abrichtwerkzeug (18) trägt.

2. Abrichteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (14) in einem am Rundtisch (2) befestigten Flansch (13) gelagert ist und über eine Kupplung (16) mit einem Maschinenbett (1) verbunden ist.

3. Abrichteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß das Abrichtwerkzeug (18) vorzugsweise eine rotierende Diamantscheibe in Topfform mit einem konstanten Radius (R) ist.

4. Abrichteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Abrichtwerkzeug (18) gleichachsig oder achsparallel zur Achse des Rundtisches (2) angeordnet ist.

5. Abrichteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Abrichtwerkzeug (18) senkrecht zur Achse des Rundtisches (2) angeordnet ist.