DE8425377U1 - Grinding machine for measurement-controlled thread grinding - Google Patents
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Description
SCHAUDT-Gewinde schleifen-NC-MeGkopf-ISCHAUDT thread grinding-NC-MeGkopf-I
Schaudt-Akte 27 - Stuttgart, den h. März 1986Schaudt files 27 - Stuttgart, the h. March 1986
Schleifmaschine zum meßgesteuerten GewindeschleifenGrinding machine for measurement-controlled thread grinding
Die Erfindung betrifft eine Schleifmaschine zum meßgesteuerten Gewindeschleifen mit einem Uerkstückspindelstock und einem Reitstock, zwischen denen das Werkstück eingespannt ist und die mit dem Werkstück auf einem gemeinsamen Schlitten in Richtung der Werkstucklängsachse verfahrbar sind, sowie mit einem schwenkbaren, ein Schleifwerkzeug aufnehmenden Schleifspindelstock.The invention relates to a grinding machine for measurement-controlled Thread grinding with a headstock and a tailstock, between which the workpiece is clamped and the one with the workpiece on a common slide can be moved in the direction of the longitudinal axis of the workpiece, as well as with a swiveling grinding headstock accommodating a grinding tool.
Moderne, automatisch arbeitende Gewindeschleifmaschinen sollen bei möglichst kurzen Schleifzeiten Gewinde mit hoher Genauigkeit und einem hohen Grad von Reproduzierbarkeit erzeugen. Dabei ist es besonders wesentlich, daß sie eine flexible Fertigung gestatten, d. h. auf einer Maschine die unterschiedlichsten Gewindearten in allen Gewindegrößen herstellbar sind.Modern, automatically working thread grinding machines should have high threads with the shortest possible grinding times Accuracy and a high degree of reproducibility produce. It is particularly important that they allow flexible manufacture, i. H. on one machine a wide variety of thread types can be produced in all thread sizes.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Schleifmaschine zum meßgesteuerten Gewindeschleifen zu schaffen, die diesen Forderungen gerecht wird.The invention is therefore based on the object of providing a grinding machine for measurement-controlled thread grinding create that meets these demands.
Eine Schleifmaschine zum meßgesteuerten Gewindeschleifen besteht gemäß der Erfindung darin, daß ihr Schleifwerkzeug aus einer Schleifscheibe besteht, die ein Profil zum Schleifen des Außendurchmessers und ein Profil zum Schleifen des Gewindes des Werkstückes aufweist, daß ein Meßkopf zur Inprozeßmessung des Außendurchmessers vorhanden ist und daß zur Aufrechterhaltung der exakten Profilierung der Schleifscheibe während des ganzen Schleifprozesses die Schleifscheibe aus verschleißfestem Material besteht oder an der Schleifmaschine eine Abrichteinrichtung zum kontinuierlichen Abrichten angeordnet ist.A grinding machine for measurement-controlled thread grinding is according to the invention that their grinding tool consists of a grinding wheel that has a profile for grinding of the outside diameter and a profile for grinding the thread of the workpiece, that a measuring head for in-process measurement of the outside diameter is present and that to maintain the exact profiling of the grinding wheel the grinding wheel during the entire grinding process consists of wear-resistant material or a dressing device on the grinding machine for continuous Dressing is arranged.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung liegen die Profile der Schleifscheibe nebeneinander, wobei das Profil zum Schleifen des Außendurchmessers dem Gewindeprofil in Werkstückvorschubrichtung vor- oder nachgeordnet ist.According to a further feature of the invention, the profiles of the grinding wheel lie next to one another, the profile to grind the outside diameter of the thread profile in Workpiece feed direction is upstream or downstream.
Hierbei besteht gemäß der Erfindung das Schleifscheibenprofil zum Schleifen des Außendurchmessers aus einer Schruppschräge und einem zylindrischen Teil.According to the invention, the grinding wheel profile for grinding the outer diameter consists of a roughing bevel and a cylindrical part.
Eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform des Schleif-Werkzeuges besteht darin, daß das Schleifwerkzeug aus ne beneinander angeordneten Einzelschleifscheiben besteht, wobei die eine mit dem Profil zum Schleifen des Außendurchmessers und die andere mit dem Gewindeprofil versehen ist.Another embodiment of the invention of the grinding tool is that the grinding tool from ne individual grinding wheels arranged side by side, one being provided with the profile for grinding the outer diameter and the other with the thread profile.
Erfindungsgemäß weist der Meßkopf einen unteren Meßbacken und einen oberen Meßtaster auf.According to the invention, the measuring head has a lower measuring jaw and an upper probe.
Der untere Meßbacken gewährleistet eine sichere Anlage zum Außendurchmessermessen bei nahezu allen Gewindeabmessungen und Gewindeprofilen.The lower measuring jaw ensures a safe system for measuring the outside diameter of almost all thread dimensions and thread profiles.
Der obere ^eßtaster dient neben der Durchmessermessung auch zur Ausmittlungsmessung beim Schleifen bereits vorgeschnittenen Gewindes und ist erfindungsgemäß seitliche Auslenkungen erfassend, insbesondere schwenkbar ausgebildet.In addition to measuring the diameter, the upper sensor is also used for measuring the location when grinding pre-cut threads and according to the invention is designed to detect lateral deflections, in particular to be pivotable.
Die Erfindung gewährleistet eine flexible Fertigung, d. h. es können Gewinde der unterschiedlichsten Art und Größe, Rechts- und Linksgewinde, ein- und mehrgängige Gewinde, unterschiedliche Gewindesteigungen und unterschiedliche Profilformen meßgesteuert erzeugt werden.The invention ensures flexible manufacture, i. H. threads of the most varied types and sizes can be used, Right and left-hand threads, single and multi-start threads, different thread pitches and different ones Profile shapes are generated measurement-controlled.
SCHAUDT-Gewinde schleifen-NC-Meßkopf-ISCHAUDT thread grinding-NC measuring head-I
Schaudt-Akte 27 - Stuttgart, den 4. März 1986Schaudt File 27 - Stuttgart, March 4, 1986
Sch leifoperation des AuQendurchmesserschleifens über die gesamte Gewindelänge entfällt nunmehr durch die erfindungsgemäGe Vereinigung von AuQendurchmesserschleifen und Gewindeprofilschleifen zu einer Schleifoperation, was sich positiv auf die Schleifzeit auswirkt.Grinding operation of external diameter grinding via the The entire thread length is now omitted due to the combination according to the invention of external diameter loops and thread profile loops to a grinding operation, which has a positive effect on the grinding time.
Unterschiedliche, auf das jeweilige Gewindeprofil abgestimmte Meßtaster, wie sie bei bisherigen Gewindeschleifverfahren noch notwendig waren, sind nicht mehr erforderlich, so daß auch diesbezügliche Umrüstarbeiten und -zeiten vermieden werden.Different ones tailored to the respective thread profile Measuring probes, as they were still necessary in previous thread grinding processes, are no longer required. so that related retooling work and times be avoided.
(ο + 7 (ο + 7
Die Erfindung soll nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In den Zeichnungen zeigen:The invention is to be explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments. In the drawings show:
Figur 1 die perspektivische Ansicht einer Gewinde-Schleifmaschine,Figure 1 is a perspective view of a thread grinding machine,
Figur 2 das Schleifen eines Spitzgewindes in der Vorderansicht mit sichtbarer Meßkopfanordnung,Figure 2 the grinding of a pointed thread in the front view with visible Measuring head arrangement,
gemäß Figur 2 in Draufsicht mit sichtbarer Schleifscheibe in Kompaktausführung,according to Figure 2 in plan view with visible grinding wheel in compact design,
das Außendurchmesserschleifen und für das Gewindeprofilschleifen bestehendes Schleifwerkzeug,outside diameter grinding and for that Thread profile grinding of existing grinding tools,
Figur 5 die Ausmittlungsmessung für den Schleifprozeß eines vorgeschnittenen Gewindeprofils für eine Kugelgewindespindel,FIG. 5 the determination measurement for the grinding process of a pre-cut thread profile for a ball screw spindle,
Figur 6 und 7 den Figuren 2 und 3 entsprechende Ansichten, bezogen auf ein Kugelgewindeprofil.6 and 7 are views corresponding to FIGS. 2 and 3, based on a ball screw profile.
Sta : SCHAUDT-Gewinde schleifen-NC-Meßkopf-I Schaudt-Akte 27 - Stuttgart, den 23. August 1984Sta: SCHAUDT thread grinding-NC-measuring head-I Schaudt File 27 - Stuttgart, August 23, 1984
In Figur 1 ist der Aufbau einer Gewindeschleifmaschine dargestellt.In Figure 1 is the structure of a thread grinding machine shown.
Diese besteht aus einem Maschinenbett 1 mit einer Führung 2 für einen Schlitten 3 mit einem Tisch 4, auf dem ein Werkstückspindelstock 6 fest und ein Reitstock 7 zurThis consists of a machine bed 1 with a guide 2 for a carriage 3 with a table 4 on which a workpiece headstock 6 fixed and a tailstock 7 for
sind. Ein Werkstück 8 ist einerseits in einem angetriebenen umlaufenden Spannfutter 9 des Werkstückspindelstockes 6 und andererseits in seiner Zentrierbohrung mittels der Reitstockpinole 11 eingespannt. Bei sehr langen Werkare. A workpiece 8 is on the one hand in a driven rotating chuck 9 of the workpiece headstock 6 and on the other hand clamped in its centering bore by means of the tailstock quill 11. With a very long work stücken 8 sind diese durch einen oder mehrere Setz stöcke 12 zusätzlich abgestützt. Einer für das Gewindeschleifen entsprechend profilierten Schleifscheibe 13 ist eine Abrichteinrichtung 14 zugeordnet. Außerdem ist ein Meßkopf 16 vorhanden, der mit seinen Meßtastern 17,Pieces 8 are these by one or more sets poles 12 additionally supported. A grinding wheel 13 appropriately profiled for thread grinding a dressing device 14 is assigned. In addition, there is a measuring head 16, which with its probes 17, 18 an das Werkstück 8 herangeführt werden kann, in18 can be brought up to the workpiece 8, in Figur 1 aber im abgeschwenkten Zustand gezeigt ist. Das Verschwenken des Meßkopfes 16 erfolgt mittels eines in der Zeichnung nicht ersichtlichen Hebelparallelogramms um die Achsen 19, 21.Figure 1 is shown in the pivoted state. That The measuring head 16 is pivoted by means of a lever parallelogram which cannot be seen in the drawing about axes 19, 21.
Bislang war es üblich, daß dem eigentlichen Gewindeschleifen ein Schleifen des Außendurchmessers des Werkstückes über die gesamte spätere Gewindelänge vorausging.Up to now it has been customary for the actual thread grinding to be preceded by grinding the outer diameter of the workpiece over the entire subsequent thread length.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren erfolgt nun das Schleifen des Außendurchmessers und des Gewindeprofils gleichzeitig in einem gemeinsamen Schleifdurchgang, wobei der Außendurchmesser ständig gemessen und die exakte , dem zu schleifenden Gewinde entsprechende ProfiThe method according to the invention now grinds the outer diameter and the thread profile simultaneously in a common grinding pass, whereby the outside diameter is constantly measured and the exact professional corresponding to the thread to be ground lierung des Schleifwerkzeuges über den ganzen Schleif prozeß aufrechterhalten werden.lation of the grinding tool over the entire grinding process process are maintained.
Hierzu ist bei einer Schleifmaschine der in Figur 1 gezeigten Art die Schleifscheibe 13 so ausgebildet, daß sie für das Außendurchmesserschleifen und das Gewindeprofilschleifen entsprechend profilierte Abschnitte 13a, 13b aufweist, die in einer kompakten Schleifscheibe 13 inteFor this purpose, in a grinding machine of the type shown in Figure 1, the grinding wheel 13 is designed so that it is for the outer diameter grinding and the thread profile grinding correspondingly profiled sections 13a, 13b has, the inte in a compact grinding wheel 13 griert (Figur 3 und 7) oder als auf einer gemeinsamengrated (Figures 3 and 7) or as on a common Achse nebeneinander angeordnete einzelne Schleifscheiben 13', 13" (Figur 4) ausgeführt sein können. Dabei besteht der für das Schleifen des Außendurchmessers erforderliche Profilabschnitt 13a, der bei getrennten SchleifscheibenAxis side by side arranged individual grinding wheels 13 ', 13 "(Figure 4) can be designed the profile section 13a required for grinding the outer diameter, the one with separate grinding wheels (Figur 4) der Scheibe 13' entspricht, aus einer Schruppschräge 22 und einem zylindrischen Teil 23.(FIG. 4) corresponds to the disk 13 ′, made up of a roughing bevel 22 and a cylindrical part 23.
Eine derart ausgebildete Schleifscheibe 13 bzw. 13', 13" ermöglicht ein gleichzeitiges Schleifen des Außendurchmessers 24 und des Gewindeprofils 26 des Werkstückes 8,Such a designed grinding wheel 13 or 13 ', 13 " enables simultaneous grinding of the outer diameter 24 and the thread profile 26 of the workpiece 8, so daß die bisher dem Gewindeprofilschleifen vorgelagerte Schleifoperation des Außendurchmesserschleifens entfällt.so that the grinding operation of the outer diameter grinding, which was previously upstream of the thread profile grinding, is no longer necessary.
Wesentlich ist dabei jedoch, daß eine ständige Außendurchmessermessung (Inprozeßmessung) vorgenommen wird, und daß die Profilierung der Schleifscheibe 13 bzw. 13', 13" während des gesamten Schleifprozesses erhalten bleibt.It is essential, however, that a constant external diameter measurement (in-process measurement) is carried out, and that the profiling of the grinding wheel 13 or 13 ', 13 "is retained during the entire grinding process.
Es ist deshalb ein Meßkopf 16 vorgesehen (Figur 1), beispielsweise ein handelsüblicher Meßkopf der Firma Marpos, dessen unterer Meßtaster 18 als Meßbacken (Figuren 2 und 6) ausgebildet ist, so daß er für die unterschiedlichsten Gewindeprofile und Gewindeabmessungen stets eine einwandfreie Anlage bietet und somit eine genaue Außendurchmessermessung zuläßt.A measuring head 16 is therefore provided (FIG. 1), for example a commercially available measuring head from Marpos, whose lower probe 18 is designed as measuring jaws (Figures 2 and 6), so that it can be used for a wide variety of Thread profiles and thread dimensions always offer a flawless system and thus allow an exact outside diameter measurement.
Stw.: SCKAUDT-Gewinde schleifen-NC-Meßkopf-I Schaudt-Akte 27 - Stuttgart, den 23. August 1984STW .: SCKAUDT thread grinding NC measuring head I Schaudt file 27 - Stuttgart, 23 August 1984
Der obere Meßtaster 17 dient zur Längsausrichtung des Werkstückes 8, insbesondere zu der noch an anderer Stelle zu beschreibenden Ausmittluigsmessung beim Schleifen vorgeschnittener Gewindeprofile.The upper probe 17 is used for the longitudinal alignment of the Workpiece 8, in particular for the eccentricity measurement to be described elsewhere when grinding pre-cut thread profiles.
&«r Meßkopf 16 gibt die von seinen Meßtastern 17, 18 abgetasteten Werte zur Verrechnung in einen Rechner 27, welcher ein Signal an die Maschinensteuerung 28 abgibt (Figur 2), die in bekannter und hier nicht näher zu beschreibender Weise gegebenenfalls erforderliche Verstell-The measuring head 16 sends the values scanned by its probes 17, 18 to a computer 27 for calculation. which emits a signal to the machine control 28 (FIG. 2), which in a known manner that is not to be described in more detail here, any necessary adjustment bewegungen an der Schleifmaschine zur Korrektur des Schleifprozesses bewirkt.causes movements on the grinding machine to correct the grinding process.
Das Aufrechterhalten der exakten Profilierung der Schleifscheibe 13 bzw. 13', 13" während des Schleifprozesses ist erreichbar durch ein kontinuierliches Abrichten (CD-Abrichten ) während des Schleifens oder durch eine Schleifscheibe aus verschleißarmen Werkstoff (CBN).Maintaining the exact profiling of the grinding wheel 13 or 13 ', 13 "during the grinding process is essential can be achieved by continuous dressing (CD dressing) during grinding or by a grinding wheel made of low-wear material (CBN).
Die Außendurchmessermessung und die Einhaltung der Profilierung der Schleifscheibe gewährleisten somit eine hohe Genauigkeit und Reproduzierbarkeit des Gewindes.The outside diameter measurement and compliance with the profiling of the grinding wheel thus ensure a high Accuracy and reproducibility of the thread.
Das Schleifen eines normalen Spitzgewindes, wie es in den Figuren 2 und 3 bzw. 4 gezeigt ist, ist auf einfache Weise im sogenannten Tiefschleifverfahren möglich, wobei die Schleifscheibe 13 bzw. 13', 13" gleich auf die volle Gewindeprofiltiefe zugestellt wird und das Gewinde gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren in einem Schleifdurch- » gang direkt aus dem vollen Material geschliffen wird.The grinding of a normal pointed thread, as in the Figures 2 and 3 or 4 is shown, is possible in a simple manner in the so-called deep grinding process, wherein the grinding wheel 13 or 13 ', 13 "is immediately delivered to the full thread profile depth and the thread according to FIG the method according to the invention in a grinding »Gear is ground directly from the solid material.
3535
Anders sind die Bedingungen beispielsweise beim Schleifen ·; des Gewindes für eine Kugelgewindespindel (Figur 5 bis 7),The conditions are different, for example when grinding ·; the thread for a ball screw spindle (Figures 5 to 7),
iu iu
Stw.: SCHAUDT-Gewinde schleifen-NC-MeQkopf-I Schaudt-Akte 27 - Stuttgart, den 23. August 1984Stw .: SCHAUDT thread grinding-NC-MeQkopf-I Schaudt File 27 - Stuttgart, August 23, 1984
Bei diesen wird das Gewinde vergeschnitten, z. B. auf einer Drehmaschine, gehärtet und erst dann mittels Schleifen fertig bearbeitet. Um nun den richtigen Einsatzpunkt für das Schleifwerkzeug zu finden, ist ein Ausmitteln der vor dem Schleifen auf der Drehmaschine erzeugten und durch IQ Härteverzug von der Sollsteigun§ abweichenden Gewindeflanken erforderlich.In these, the thread is cut, e.g. B. on a lathe, hardened and only then finished by grinding. In order to find the right point of use for the grinding tool, it is necessary to average out the thread flanks generated on the lathe before grinding and which deviate from the nominal pitch due to IQ hardening distortion.
Hierzu dient, wie bereits an anderer Stelle erwähnt, der obere MeQtaster 17 des MeQkopfes 16.As already mentioned elsewhere, the Upper measuring button 17 of the measuring head 16.
Drehen des Werkstückes 8 um seine Achse 30 mittels des Spannfutters 9 des Werkstückspindelstockes 6 (Figur 1) zuerst in die eine und dann in die andere Richtung mit den entsprechenden sich gegenüberliegenden GewindeflankenRotation of the workpiece 8 about its axis 30 by means of the chuck 9 of the workpiece headstock 6 (FIG. 1) first in one direction and then in the other direction with the corresponding opposing thread flanks 29 und 31 in Berührung gebracht. Der MeOtaster 17 ist um29 and 31 brought into contact. The MeOtaster 17 is up die Achse 32 schwenkbar. Beide MeOtasterberührungen worden in den Rechner 27 eingegeben, der sie verrechnet und einen Mittelwert an die Maschinensteuerung abgibt (Fig. 2), die die genaue längsaxiale Positionierung des Wsrk-the axis 32 is pivotable. Both touch buttons have been entered into the computer 27, which calculates them and sends an average value to the machine control (Fig. 2), which determines the exact axial positioning of the Wsrk-
Danach verläuft der Schleifprozeß gemäß dem eingangs geschilderten erfindungsgemäßen Verfahren.The grinding process then proceeds in accordance with the method according to the invention described at the beginning.
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