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Verfahren und Einrichtung zum Feinbearbeiten, wie Schleifen, Polieren
od. dgl., von Werkstückoberflächen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren
zum Feinbearbeitern, wie Schleifen, Polieren od, dgl., von Werkstückoberflächen
sowie auf eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens. Die Erfindung bezweckt
die Verbesserung und weitere Ausgestaltung der im Patent 915 309 geschützten Erfindung,
die das Feinbearbeiten von Werkstücken mit Hilfe des soggenannten Tauchschleifverfahrens
betrifft. Gemäß dem Hauptpatent wird eine in losem, vorzugsweise pulverförmigem,
körnigem oder breiförmigem Zustand befindliche Masse eines Schleif-, Polier- oder
sonstigen Bearbeitungsmittels in einer um ihre Mittelachse drehbaren Zentrifugenschale,
oder Trommel in Drehung versetzt und unter der Wirkung der Zentrifugalkraft zu einer
ringförmigen, jedoch in sich lose bleibenden Masse geformt, :in welche das: zu bearbeitende
Werkstück mindestens teilweilse eingetaucht wird. Das rotierende und durch die Zentrifugalkraft
unter Druck gehaltene Schleif- oder Poliermittel trifft hierbei auf die zu bearbeitende
Fläche des Werkstückes auf, wodurch die gewünschte Feinbearbeitung der Werkstückoberflächen
im wesenlichen maschinell herbeigeführt wird. Das Werkstütk muß hierbei an einem
vorzugsweisse als Schwenkarm ausgebildeten Halter befestigt werden; der das Werkstück
während der Bearbeitung in seiner Arbeitssteillung hält.
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Bei der ganzflächigen Bearbeitung von beliebigen Werksstücken, wie
z. B. von Besteckteien, durch Schleifen oder Polieren zeigte sich bisher der Übelstand,
daß eine oder mehrere Zonen der zu bearbeitenden
Flächen, die unmittelbar
durch die erforderlichen Spannmittel abgedeckt waren bzw. im Schleifschatten der
Spannmittel oder Bearbeitungsmittel lagen, unbearbeitet blieben. Infolgedessen mußten
de Werkstücke nach der .ersten Bearbeitung umgespannt und einer zweiten Bearbeitung
unterzogen werden, um die vorher durch die Spannmittel abgedeckten Flächenteile
nachträglich zu bearbeiten. Dadurch wurde die maschinelle, insbesondere die automatische
oder halbautomatische Feinbearbeitung derartiger Gegenstände umständlich und unwirtschaftlich.
Abgesehen davon zeigt es sich, daß sich die Einspanngtellen trotz der Nachbearbeitung
von den fertigbearbeiteten Oberflächen abheben.
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Eine feste und sichere Einspannung der Werkstücke ist aber gerade
beim maschinellen Schleifen oder Polieren von Werkstücken, welche im wesentlichen
ganzflächig bearbeitet werden müssen, unbedingt erforderlich. Vor allem muß vermieden
werden, daß sich beim Tauchschleifen die Werkstücke von ihren Haltern ablösen, da
sie in diesem Fall in den Strom des rotierenden Bearbeitbungsmittels gelangen und
andere, gleichzeitig in derselben Maschine bearbeitete Werkstücke beschädigen.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung bestecht nun im wesentlichen darin,
daß die Werkstückrohlinge mit besonderen, über die zu bearbeitenden Flächen vorstechenden
Ansätzen, Lappen, Nocken od. dgl. versehen und zunächst mit diesen Ansätzen an entsprechenden,
die zu bearbeitenden Flächen völlig frei lassenden Spannvorrichtungen befestigt
werden.. Sodann werden die auf diese Weisse gehaltenen Werkstücke der Einwinkwng
der Schleif- und Poliermittel oder der entspsrechenden Schleif- oder Polierwerkzeuge
ausgesetzt, worauf die feinbearbeiteten Werkstücke von den Haltern oder Spannvorrichtungen
gelöst werden. Schließlich werden die Ansätze von den Werkstücken abgetrennt und
die Trennstellen an den Werkstücken nachbearbeitet.
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Durch die Erfindung wird erreicht, daß die zu bearbeitenden Oberflächen
der Werkstücke vollständig frei liegen und von den Bearbeitungsmitteln bzw. Bearbeitungswerkzeugen
restlos bestrichen werden können, wobei aber die Werkstücke trotzdem vollständig
fest und sicher an ihren Haltern oder Spannvorrichtungen befestigt sind. Es verbleiben
also auf den ganzflächig feinbearbeiteten Werkstückflädhen keine unbearbeiteten
Zonen, so daß ein Umspannen und ein zweiter Arbeitsgang in Fortfall kommen. Die
Ansätze können nach vollendeter Feinbearbeitung leicht von den Werkstücken abgesägt,
abgestanzt oder auf sonstige Weise abgetrennt werden, so daß lediglich eine geringe
Nachbearbeitung der Trennflächen erforderlich ist. Diese Trennflächen können, da
die Ansätze erfindungsgemäß von :den zu, bearbeitenden Flächen vorspringen, ohne
weiteres am Randre der feinbearbeiteten Flächen und an solchen Stellen vorgesehen
sein, an denen die Nachbearbeitung der Trennstellen die bereits fertigen, feinbearbeiteten
Flächen praktisch überhaupt nicht mehr berührt. Infolgedessen zeugen sich auf den
fertigbearbeiteten Oberflächen der Werkstücke kenne Markierungen oder sonstige Zonen,
an denen eine Nachbearbeitung sichtbar ist. Bei Werkstücken, z. B. bei Silberwaren,
wie silbernen oder versilberten Besteckteilen, bei denen die Erzielung einer spiegelblanken
Oberfläche besonders wichtig ist, ermöglicht die Erfindung somit eine einwandfreie
maschinelle Feinbearbeitung. Überraschenderweise hat sich gezeugt, daß die nachträgliche
Entfernung der Ansätze und die geringe Nachbearbeitung der Trennstellen einfacher,
billiger und wirtschaftlicher ist als das nochmalige Einspannen der Werksstücke
und die Durchführung eines zweiten Bearbeitungsganges.
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Die Ansätze der Werkstücke können in: Abhängigkeit von der Gesamtform
des Gegenstandes vor der Feinbearbeitung der Werkstücke so bearbeitet werden, daß
bestimmte Aufnahmeflächen, Aufnahmelöcher, Anschläge od. dgl. entstehen, die eine
genaue Aufnahme und Ausrichtung des Werkstückes auf den Haltern bzw. gegenüber den
Bearbeitungsmitteln ermöglichen.
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Die Feinbearbeitung von insbesondere ganzflächig zu bearbeitienden
Werkstücken mit Hilfe von Tauchschleifmaschinen wird auf diese Weise wesentlich
erleichtert, verbessert und wirtschaftlicher gestaltet. In ähnlicher Weise ist die
Erfindung auch für andere, im wesentlichen maschinelle Schleif- und Polierverfahren
anwendbar, wie z. B. für die Bearbeitung mit automatisch gesteuerten Schleif scheiben
od. dgl.
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In der Zeichnung ist die Erfindung beilspielsweise veranschaulicht.
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Fig. I und 2 zeigen schaubildlich die bisherige Einspannungsart von
Werkstücken; Fig. 3 und 4 zeigen vergrößert die Werkstücke mit den unbearbeitet
gebliebenen Stellen; Fig. 5 und 6 zeigen schaubildlich die Einspannung von Werkstücken
gemäß der Erfindung; Fig. 7, 8 und 9 zeigen Beispiele von erfindungsgemäß mit Ansätzen
versehenen Werkstrücken; Fig. Io zeigt im abgebrochenen Längsschnitt einen Werkstückhalter
mit einem eingespannten Werkstück; Fig. II und 12 zeigen in abgebrochenem Längsschnitt
bzw. im Querschnitt eine weitere Ausführungsform eines Werkstückhalters : gemäß
der Erfindung; Fig.13 veranschaulicht die Einstellung eines Werkstückes gemäß der
Erfindung in den Schleifmittelstrom einer Tauchschleifmaschine.
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Beim ganzflächigen Feinbearbeiter von Werkstücken, wie Bestecktedlen
oder sonstigen Gegenständen, auf Tauchschleifmaschinen od. dgl. wurden die Werkstücke
bisher von Spannvorrichtungen gehalten, wie sie beispielsweise in Fig. I und 2 veranschaulicht
sind.. Fig. I zeigt einen Halter 14 mit klammerartigen Spannorganen 15, deren vordere
Spannbacken 16 über die an sich vollständig zu bearbeitende Oberfläche des Werkstückes,
in diesem Falle eines Löffels 17, .greifen. Infolgedessen verbleiben., Wie Fig.
3 veranschuudicht, unter den, von den Spanin!backen 16 abgedieckten Flüehenteilen,
gegebenenfalls
auch noch im Schleifschatten der Spannbacken, unbearbeitete Stellen 18. Der Löffel
17 muß daher anschließend nochmals so eingespannt werden, daß diese Stellen 18 frei
liegen und in einem zweiten Arbeitsgang bearbeitet werden können.
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Fig. 2 zeigt die Befestigung einer Messerklinge I9 auf einem Halter
2o. Die Klinge I9 wird hierbei auf einem Stützkörper 21 am Klingenfuß mit Hilfe
eines Spannklobens 22 und, am. vorderen Ende der Klinge mittels eines Spannorgans
gehalten, dessen vordere Spannbacke 23 über einen Teil der zu bearbeitenden Klingenfläche
greift. Dadurch bleibt auf dieser Fläche eine unbearbeitete Stelle 24 (s. Fig. 4.),
die ebenso wie bei dem vorherigen Beispiel nach erfolgter Umspannung nachbearbeitet
werden muß.
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In den Fig. 5 bis 9 ist demgegenüber schematisch das Verfahren gemäß
der Erfindung veranschaulicht. Die Werkstücke, beispielsweise ein Löffel. 17 oder
eine Messerklinge I9, werden an geeigneten Stellen des Randes der zu bearbeitenden
Flächen mit vorspringenden. Ansätzen 25 versehen. Bei länglichen Gegenständen werden
die Ansätze 25 zweckmäßig am vorderen und hinteren Ende des Gegenstandes angeordnet,
wie dies beispielsweise bei dem Löffel 17 gemäß Fig. 7 a und 7 b der Fall ,ist.
Bei der Messerklinge I9 gemäß Fig. 8 und 9 gerügt die Anbringung eines Ansatzes
an der Messerspitze, da das Fußende des Messers selbst als mitsprechender Ansatz
:dienen kann.
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Fig. 5 zeigt, wie bedspielsweise der Löffel 17 erfindungsgemäß eingespannt
wird. Auf einem Halter 26 wird zweckmäßig mit Hilfe eines Gelenkstückes 27 ein länglicher,
der Löffelform folgender Stützkörper 28 mit Hilfe einest Befestigungsauges 29 verstellbar
gelagert. Das eine Ende des. Stützkörpers 28 trägt eirein Spannkloben 30, welcher
zur Einspannung des am Löffelstiel vorgesehenen. Ansatzes 25 dient. Am anderen Ende
des Stützkörpers 28 ist ein Spannorgan, beispielsweise eine Spannbacke 3I, vorgesehen,
die den :an der Laffenspitze des Löffels 17 vorgesehenen Ansatz 25 festhält. Auf
diese Weisse liegt die gesamte Fläche des Löffels: vollständig frei, und ist dem
Bearbeitungsmittel,an allen Stellen zugänglich.
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Der in Fig. 7b dargestellte, abgebrochene, Querschnitt des vorderen
Löffelteiles zeigt, daß der Ansatz 25 an einer Randstelle des Löffels angebracht
ist, von- der er nach. erfolgter Bearbeitung leicht abgetrennt werden : kann. Um
eine genaue Einspan -nung und Ausrichtung des Werkstückes zu ermöglichen, können
.die Ansätze 25 vorher zusätzlich bearbeitet werden, so daß genaue Aufnahmeflächen
entstehen. Ebenso können z. B. Aufnahmelöcher 32 in den Ansätzen 25 angebracht werden,
die auf entsprechende Zapfen oder Dorne der Spannorgane aufgesteckt werden können,
wodurch eine genaue Lagerung erzielt wird.
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Entsprechend zeigt Fig. 6 die Einspannung einer Messerklinge 19 auf
einem Stützkörper 28, der in Fig.6 nur teilweise suchtbar ist. In. diesem Fall wird
der Klingenfuß mit Hilfe des Spannklobens 30 eingespannt, während der Ansatz 25
an der Messerspitze von einer Spannbacke. 3I oder einem sonstigen Organ, wie z.
B. einer Spanntasche od. dgl., festgehalten wird. Auch hier zeigt Fig. 6, daß die
gesamte, zu bearbeitende Fläche, des Messers I9 vollständig frei liegt. Nach erfolgter
Feinbearbeitung können die Ansätze 25 leicht von dem Werkstück abgetrennt werden,
ohne daß hierbei eine wesentliche Beeinträchtigung der bearbeiteten Fläche erfolgt.
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Fig. Io zeigt eine Ausführungsform einer Einspannvorrichtung gemäß
der Erfindung. Der Stützkörper 28,- welcher mit Hilfedes Befestigungsauges 29 an
dem Halter 26 bzw. dem Gelenk 27 befestigt wird kann mit einem Steg 33 zur Abestützung
des zu bearbeitenden Gegenstandes., in diesem Falle eines Löffels 17 versehen sein.
Am vorderen Ende des Stützkörpers 28 ist ein Spannblock 34 vorgesehen, auf dessen
Vorderfläche eine zweckmäßig bearbeitete Aufnahmefläche des Ansatzes 25 aufgelegt
wird. Ein Aufnahmestift 35 kann hierbei durch die Aufnahmebohrung 32 des Ansatzes
25 greifen, um das Werkstück genau zu fixieren. Um die dem Bearbeitungsmittel am
meisten ausgesetzte Vorderfläche des Spannorgans gegen rasche Abnutzung zu schützen
wird zweckmäßig auf dem Spannblock 34 eine Spannpratze 36 aus Hartmetall oder sonstigem
widerstandsfähigem Material befestigt, beispielsweise mit Hilfe einer Spannschraube
37 gelagert. Auf das, mit Gewinde versehene hintere Ende :der Spannschraube 37 ist
ein Kuglelgriff 38 oder eine Mutter für einen Steckschlüssel aufgeschraubt. Mit
Hilfe des Kugelgriffes oder der Mutter kann die Spannschraube 37 gelockert werden,
worauf die Spannpratze 36 verschwenkt und der Ansatz 25 aus seiner Einspannung herausgenommen
werden kann.
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Fig. II und 12 zeigen eine abgeänderte Ausführungsform der Spannvorrichtung,
wobei das Werkstück, in diesem: Falle eine Messerklinge, auf einem Magneten oder
einer Spannstütze 39 befestigt wird. Ähnlich Fig. Io kann der Ansatz 25 mit Hilfe
seiner Aufnahmebohrung 32 auf einen Aufnahnmestift 35 aufgesteckt werden. Eine vorzugsweise
aus, Hartmetall bestehende oder mit Hartmetall gepanzerte Spannklinke 4o, die um
eine Achse 41 schwenkbar ist, kann, mit Hilfe eines, Hebelarmes 42 und eines Betätigungsstiftes
43 feist auf den Ansatz 25 aufgepreßt oder von. demselben gelöst werden.
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Fig. 13 veranschaulicht, wie ein. Werkstück, z. B. eine Messerklinge
I9, auf einem, Magneten oder einer Spannvorrichtung 44 derart in den Schleifmittelstrom
45 einer Tauchschleifmaschine gehalten wird, daß die zu bearbeitende Oberfläche
des Werkstückes I9 in einem schrägen, Winkel zu der Bewegungsrichtung des Schleifmittelstromes
steht. Die mit 46 bezeichnete Eintauchtiefe des Werkstückes entspricht im wesentlichen
dem. wirksam schleifenden Teil des Schleifmittelstromes. Die mit 47 bezeichneten
Zonen, veirainsc'hautichen die Felder der sogeniannten Bewegungsschartten oder SchiIei.fsichiatben,
in denen eine Schleifwirkung praktisch nicht oder kaum auftritt. Diejenigen Teile
der
Spannvorrichtung 44, welche von dem Schleifmittelstrom getroffen werden können,
sind zweckmäßig mit einer Panzerung 48 aus Hartmetall od. dgl. versehen, um eine
vorzeitige Abnutzung der Vorrichtung zu verhindern. Die Betätigungsmittel der Spannorgane
werden zweckmäßig in diesem Feld des: Schleifmittelschattens angeordnet, so daß
sie bei der Bearbeitung des Werkstückes nicht von dem Schleifmittelstrom :getroffen
werden. In ähnlicher Weise kann das Werkstück bei anderen Schleif- oder Poliermaschinen
,angewendet werden.
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Selbstverständlich beschränkt sich die Erfindung nicht auf die .dargestellten
und beschriebenen Ausführungsformen, sondern sie umfaßt alle Varianten im Rahmen
des wesentlichen Erfindungsgedankens. Insbesondere können, die Spannvorrichtungen
oder sonstigen Befestigungsmittel, welche mit den. Ansätzen der Werkstücke zusammenarbeiten,
in .abweichender Weise ausgebildet sein, auch können die Ansätze je nach der Form
der Werkstücke oder entsprechend den jeweiligen Arbeitsbedingungen an beliebigen,
geeigneten Randstellen der zu bearbeitenden Flächen vorgesehen werden, wobei lediglich
wesentlich ist, daß ;die zu bearbeitenden Flächen .den Bearbeitungsmitteln voll
zugänglich sind.