EP0048684B1 - Vorrichtung zum Hinterschleifen und Polygonschleifen an Schleifmaschinen - Google Patents

Vorrichtung zum Hinterschleifen und Polygonschleifen an Schleifmaschinen Download PDF

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EP0048684B1
EP0048684B1 EP81730091A EP81730091A EP0048684B1 EP 0048684 B1 EP0048684 B1 EP 0048684B1 EP 81730091 A EP81730091 A EP 81730091A EP 81730091 A EP81730091 A EP 81730091A EP 0048684 B1 EP0048684 B1 EP 0048684B1
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EP
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lever
axis
grinding
bearing piece
housing
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Inventor
Karl H. Giebmanns
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Buderus AG
Original Assignee
Herbert Lindner GmbH
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    • 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
    • B24B3/00—Sharpening cutting edges, e.g. of tools; Accessories therefor, e.g. for holding the tools
    • B24B3/18—Sharpening cutting edges, e.g. of tools; Accessories therefor, e.g. for holding the tools of taps or reamers
    • B24B3/22—Relief cutting of taps or reamers

Definitions

  • the invention relates to a device for relief grinding and polygon grinding on grinding machines according to the preamble of claim 1.
  • a device for relief grinding and polygon grinding on grinding machines according to the preamble of claim 1.
  • Such a device is used in particular for machining taps and can be used in general for machining drills.
  • a device of the generic type is previously known from DE-PS 22 09 809.
  • the lever is firmly connected to the bearing body of the workpiece spindle shaft, its longitudinal axis runs exactly through the pivot axis of the bearing body and the axis of the spindle shaft is arranged at a small lever distance from it.
  • the lever distance can be adjusted by eccentrically mounting the spindle shaft.
  • the invention is therefore based on the object of providing a device for relief grinding and polygon grinding on grinding machines of the generic type, with which, in all intermediate positions between the relief grinding movement zero and the maximum, only relief grinding movements in the longitudinal direction of the lever are carried out, which should be precisely adjustable .
  • the sliding surface elements are expediently formed from the two halves of a cylinder piece divided longitudinally along its axis, one half of which is movably supported in bearing shells at the free end of the lever and the other half at the housing.
  • the inclined sliding surface is at an acute angle to the vertical through the longitudinal axis of the lever. In the rest position, d. H.
  • the plane of the sliding surface is parallel to the plane that runs through the axes of the spindle shaft and the swivel bearing of the bearing body.
  • the sliding surface element fixed to the housing is expediently pivotable by means of an adjustment drive in order to be able to adjust the relief grinding movement from a value of zero to a maximum value.
  • a measuring and heating element connected to a control unit is inserted in the lever in order to be able to monitor the length of the lever and the position of the longitudinal central axis of the lever.
  • the length of the lever is monitored via its temperature, with an influence on the length of the lever and thus on the diameter of the workpiece to be machined being possible by heating the heating element or by cooling.
  • the position of the longitudinal central axis of the lever is monitored by a measuring element in the form of an angular position encoder.
  • the pivot axis of the bearing body is formed from a torsion shaft.
  • the device for relief grinding and polygon grinding on grinding machines comprises a housing 1, in which a bearing body 2 around a shaft 3 designed as a torsion shaft are pivotable and a camshaft 5 carrying a cam 4 are rotatably mounted.
  • a workpiece spindle shaft 6 is rotatably mounted about its axis 7, which is arranged at a distance X from the axis of the torsion shaft 3.
  • the axis 7 of the workpiece spindle shaft is arranged parallel to the axis 9 of a grinding wheel 10, with which a workpiece inserted into the spindle shaft 6, in particular a tap, can be brought into engagement for regrinding.
  • tips 11 or clamping jaw chucks 12 can be used, which can be attached to the free end of the workpiece spindle shaft 6.
  • a drive gear 13 which is motor-driven in a manner not shown, is supported, which meshes with an output gear 14, which is attached to the axis 7 of the workpiece spindle shaft 6.
  • the rotary drive of the workpiece spindle shaft 6 is effected, specifically regardless of a possible pivoting movement of the bearing body 2 together with the workpiece spindle shaft 6 about the pivot axis 8 of the bearing body 2.
  • a lever 16 is arranged in the articulation point 15, the longitudinal axis 17 of which is substantially perpendicular to the connecting line between the axis 3 of the bearing body and the spindle axis 7.
  • the lever 17 carries on its underside a cam follower roller 18, which is in engagement with the guide curve arrangement 4, 5, and on its opposite side a spring 33 supported on the housing 1, which constantly pivots the lever 16, which is pivotably mounted about its articulation point 15, against the guide curve arrangement 4 , 5 presses.
  • a pivoting movement of the lever 16 is to be converted by means of a sliding device 19 into a linear movement along the longitudinal axis 17 of the lever 16, which acts on the bearing body 2 at a distance X from the pivot axis 3.
  • the sliding device 19 is formed from two inclined sliding surface elements 20, 21, of which the sliding surface element 20 is attached to the free end of the lever 16 within a bearing shell 22 and the sliding surface element 21 on the housing 1 by means of a further bearing shell 23.
  • This is adjustable by means of an adjustment drive 24 which is formed from a worm wheel 25 attached to the bearing shell 23 and a worm 26 which is rotatably mounted in the housing 1 on a shaft 27 and can be adjusted from outside via a control unit 28.
  • the two sliding surface elements 20, 21 are formed from the two halves of a cylinder piece divided longitudinally along its axis.
  • the sliding plane 29 is perpendicular to the longitudinal axis 17 of the lever 16 when a relief grinding movement of zero value is to be carried out.
  • the sliding surface plane 29 is parallel to a plane which runs through the axes 3 and 7.
  • the sliding surface plane 29 is inclined at an acute angle ⁇ against the vertical through the longitudinal axis 17 of the lever 16, as is shown in FIG. 1.
  • the two sliding surface elements 20, 21 are pressed together by means of a tension spring 30 which is located between the upper end of the bearing body 2 and a fastening pin 31 attached to the housing 1.
  • a pivoting movement applied to the lever 16 by the guide curve arrangement 4, 5 via the cam follower roller 18 is converted into a linear movement of the lever 16, the sliding surface element 20 sliding along the sliding surface element 21 set at the angle ⁇ .
  • This enables a relief grinding movement of the workpiece, in particular a tap, which is in engagement with the grinding wheel 10 and which consists exclusively of a movement in the direction of the longitudinal axis of the lever 16, the lever arm of which corresponds to the distance between the axes 3 and 7.
  • the size of the relief grinding movement can be changed by changing the angle a. Movement from the angular position shown in FIG. 1 in the clockwise direction reduces the relief value, movement in the counterclockwise direction increases the relief value.
  • a measuring and heating element 32 connected to the control unit 28 is arranged inside the lever 16 in order to monitor the length of the lever 16 and the position of the longitudinal central axis 17 of the lever 16.
  • the measuring and heating element 32 can thus have an influence on the diameter of the workpiece when it is being processed by the grinding wheel 10. If the lever z. B. at an operating temperature of 60 ° C has a certain length, this can be increased by heating the heating element 32 continuously and extremely finely in the desired manner when the heating element 32 is heated. This can consist of a heating coil, for example.
  • the length can be measured, for example, using strain gauges.
  • the position of the longitudinal central axis 17 of the lever 16 can take place via angular position sensors. This enables a fine adjustment in the ⁇ range.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Hinterschleifen und Polygonschleifen an Schleifmaschinen gemäss der Gattung des Patentanspruches 1. Eine solche Vorrichtung dient insbesondere zur Bearbeitung von Gewindebohrern und ist ganz allgemein bei der Bearbeitung Bohrern verwendbar.
  • Eine Vorrichtung der gattungsgemässen Art ist aus der DE-PS 22 09 809 vorbekannt. Bei dieser Vorrichtung ist der Hebel fest mit dem Lagerkörper der Werkstück-Spindelwelle verbunden, seine Längsachse verläuft genau durch die Schwenkachse des Lagerkörpers und die Achse der Spindelwelle ist in einem kleinen Hebelabstand hiervon angeordnet. Der Hebelabstand kann durch exzentrische Lagerung der Spindelwelle verstellt werden.
  • Bei dieser bekannten Vorrichtung wird bei senkrechtem Abstand der Spindelwelle von der Schwenkachse des Lagerkörpers beim Verschwenken des Hebels mittels der Leitkurvenanordnung eine im wesentlichen parallel zur Längsachse des Hebels gerichtete oszillierende Bewegung der Spindelwelle und damit des Werkstückes gegen die Schleifscheibe bewirkt. Bei einer Lage der Achse der Spindelwelle in der Verlängerung der Längsachse des Hebels wird bei einer Schwenkbewegung des Hebels nur eine Bewegung der Spindelwelle und damit des Werkstückes etwa senkrecht zur Längsachse des Hebels bewirkt, womit keine Hinterschleifarbeit möglich ist. Bei allen Zwischenstellungen der Achse der Spindelwelle zur Längsachse des Hebels wird eine kombinierte Bewegung des Werkstückes gegen die Schleifscheibe bewirkt, welche aus einer Bewegungskomponente in Längsrichtung des Hebels und einer Bewegungskomponente quer zur Längsachse des Hebels besteht. Gerade diese Bewegungskomponente quer zur Längsachse des Hebels ist für das Hinterschleifen und Polygonschleifen, insbesondere von Gewindebohrern schädlich, da hierdurch die Abmessungen des Gewindebohrers unzulässig verändert werden.
  • Der Erfindung liegt von daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Hinterschleifen und Polygonschleifen an Schleifmaschinen der gattungsgemässen Art zu schaffen, mit welcher bei allen Zwischenstellungen zwischen der Hinterschleifbewegung Null und dem Maximum nur Hinterschleifbewegungen in Längsrichtung des Hebels ausgeführt werden, wobei diese genauestens einstellbar sein sollen.
  • Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1. Durch die Umsetzung der Schwenkbewegung des Hebels in eine lineare Bewegung entlang der Längsachse des Hebels mittels einer Schiebeeinrichtung wird bewirkt, dass der in einem Abstand zur Schwenkachse am Lagerkörper angreifende Hebel ausschliesslich Hinterschleifbewegungen in Richtung seiner Längsachse auf die Spindelwelle und damit auf das mit der Schleifscheibe in Eingriff kommende Werkstück ausübt. Die Schiebeeinrichtung ist dabei aus zwei schräg einstellbaren Gleitflächenelementen gebildet, von denen das eine gehäusefest abgestützt und das andere am freien Ende des Hebels angebracht ist. Dabei gibt der Einstellungswinkel ein Mass für die Hinterschleifbewegung des Hebels in Richtung seiner Längsachse. Die Gleitflächenelemente sind zweckmässigerweise aus den beiden Hälften eines entlang seiner Achse längs geteilten Zylinderstückes gebildet, dessen eine Hälfte am freien Ende des Hebels und dessen andere Hälfte am Gehäuse jeweils in Lagerschalen beweglich abgestützt sind. Die schräggerichtete Gleitfläche steht dabei unter einem spitzen Winkel zur Senkrechten durch die Längsachse des Hebels. In der Ruhelage, d. h. bei der Ausführung einer Hinterschleifbewegung vom Werte Null steht die Gleitflächenebene parallel zur Ebene, die durch die Achsen der Spindelwelle und des Schwenklagers des Lagerkörpers verläuft. Zweckmässigerweise ist das gehäusefeste Gleitflächenelement mittels eines Verstellantriebes schwenkbar, um die Hinterschleifbewegung von einem Werte Null auf einen maximalen Wert verstellen zu können.
  • In besonders zweckmässiger Weise ist in den Hebel ein mit einer Steuereinheit verbundenes Mess- und Heizelement eingesetzt, um die Länge des Hebels und die Lage der Längsmittelachse des Hebels überwachen zu können. Die Länge des Hebels wird dabei über seine Temperatur überwacht, wobei durch Beheizung des Heizelementes bzw. durch Kühlung ein Einfluss auf die Länge des Hebels und damit auf den Durchmesser des zu bearbeitenden Werkstückes möglich ist. Die Position der Längsmittelachse des Hebels wird durch ein Messelement in Form eines Winkellagegebers überwacht.
  • Schliesslich ist in bevorzugter Ausführung die Schwenkachse des Lagerkörpers aus einer Torsionswelle gebildet. Hierdurch wird die bei üblichen oszillierenden Schwenklagern bekannte Erscheinung des Einarbeitens der beiden Endiagen in die Schwenkachse vermieden.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus weiteren .Unteransprüchen.
  • Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es Zeigen :
    • Figur 1 einen Querschnitt durch die Vorrichtung in einer zur Schleifscheibe parallelen Ebene und
    • Figur 2 einen Längsschnitt durch die Vorrichtung in der Ebene der Spindelwelle und des Schwenklagers gemäss der Linie 11-11 in Fig. 1.
  • Die Vorrichtung zum Hinterschleifen und Polygonschleifen an Schleifmaschinen umfasst ein Gehäuse 1, in welchem ein Lagerkörper 2 um eine als Torsionswelle ausgebildete Welle 3 schwenkbar und eine einen Nocken 4 tragende Nockenwelle 5 drehbar gelagert sind. Im Lagerkörper 2 ist eine Werkstückspindelwelle 6 um ihre Achse 7 drehbar gelagert, welche von der Achse der Torsionswelle 3 im Abstand X angeordnet ist. Die Achse 7 der Werkstück-SpindelweIle ist parallel zur Achse 9 einer Schleifscheibe 10 angeordnet, mit welcher ein in die Spindelwelle 6 eingesetztes Werkstück, insbesondere ein Gewindebohrer, in Eingriff zum Hinterschleifen bringbar ist. Hierzu können Spitzen 11 oder Einklemmbackenfutter 12 dienen, welche am freien Ende der Werkstück- Spindelwelle 6 anbringbar sind.
  • Auf der Torsionswelle 3 ist ein in nicht näher dargestellter Weise motorisch antreibbares Antriebszahnrad 13 gelagert, das mit einem Abtriebszahnrad 14 kämmt, das auf der Achse 7 der Werkstück-Spindelwelle 6 angebracht ist. Hierdurch wird der Drehantrieb der Werkstück- spindelwelle 6 bewirkt, und zwar unabhängig von einer möglichen Schwenkbewegung des Lagerkörpers 2 zusammen mit der Werkstück- spindelwelle 6 um die Schwenkachse 8 des Lagerkörpers 2.
  • Am Lagerkörper 2 ist im Gelenkpunkt 15 ein Hebel 16 angeordnet, dessen Längsachse 17 im wesentlichen senkrecht auf der Verbindungslinie zwischen der Achse 3 des Lagerkörpers und der Spindelachse 7 steht. Der Hebel 17 trägt auf seiner Unterseite eine Nockenfolgerolle 18, welche in Eingriff mit der Leitkurvenanordnung 4, 5 steht, und auf seiner gegenüberliegenden Seite eine am Gehäuse 1 abgestützte Feder 33, welche den um seinen Gelenkpunkt 15 Schwenkbeweglich gelagerten Hebel 16 ständig gegen die Leitkurvenanordnung 4, 5 drückt.
  • Mittels der beschriebene Vorrichtung soll eine Schwenkbewegung des Hebels 16 mittels einer Schiebeeinrichtung 19 in eine lineare Bewegung entlang der Längsachse 17 des Hebels 16 umgesetzt werden, der in einem Abstand X zur Schwenkachse 3 am Lagerkörper 2 angreift. Die Schiebeeinrichtung 19 ist aus zwei schräg einstellbaren Gleitflächenelementen 20, 21 gebildet, von denen das Gleitflächenelement 20 am freien Ende des Hebels 16 innerhalb einer Lagerschale 22 und das Gleitflächenelement 21 am Gehäuse 1 mittels einer weiteren Lagerschale 23 angebracht sind. Diese ist mittels eines Verstellantriebes 24 einstellbar, der aus einem an der Lagerschale 23 angebrachten Schneckenrad 25 und einer Schnecke 26 gebildet ist, die im Gehäuse 1 an einer Welle 27 drehbar gelagert und von ausserhalb über eine Steuereinheit 28 einstellbar ist. Die beiden Gleitflächenelement 20, 21 sind aus den beiden Hälften eines entlang seiner Achse längs geteilten Zylinderstückes gebildet. Die Gleitebene 29 steht senkrecht zur Längsachse 17 des Hebels 16, wenn eine Hinterschleifbewegung vom Wert Null auszuführen ist. In diesem Falle liegt die Gleitflächenebene 29 parallel zu einer Ebene, welche durch die Achsen 3 und 7 verläuft. Bei einer endlichen Hinterschleifbewegung steht die Gleitflächenebene 29 unter einem spitzen Winkel α geneigt gegen die Senkrechte durch die Längsachse 17 des Hebels 16, wie es in Fig. 1 dargestellt ist.
  • Die beiden Gleitflächenelemente 20, 21 werden mittels einer Zugfeder 30 aneinander gepresst, welche sich zwischen dem oberen Ende des Lagerkörpers 2 und einem am Gehäuse 1 angebrachten Befestigungsstift 31 befindet.
  • Mit der beschriebene Vorrichtung wird eine durch die Leitkurvenanordnung 4, 5 über die Nockenfolgerolle 18 auf den Hebel 16 aufgebrachte Schwenkbewegung in eine lineare Bewegung des Hebels 16 umgesetzt, wobei das Gleitflächenelement 20 an dem unter dem Winkel a eingestellten Gleitflächenelement 21 entlang gleitet. Hierdurch wird eine Hinterschleifbewegung des mit der Schleifscheibe 10 in Eingriff befindlichen Werkstückes, insbesondere Gewindebohrers ermöglicht, welche ausschliesslich aus einer Bewegung in Richtung der Längsachse des Hebels 16 besteht, dessen Hebelarm dem Abstand zwischen den Achsen 3 und 7 entspricht. Eine Änderung der Grösse der Hinterschleifbewegung ist durch Veränderung des Winkels a möglich. Eine Bewegung aus der in Fig. 1 dargestellten Winkelstellung in Uhrzeigerrichtung verkleinert den Hinterschleifwert, eine Bewegung entgegen der Uhrzeigerrichtung vergrössert den Hinterschleifwert.
  • Innerhalb des Hebels 16 ist ein mit der Steuereinheit 28 verbundenes Mess- und Heizelement 32 angeordnet, um die Länge des Hebels 16 und die Lage der Längsmittelachse 17 des Hebels 16 zu überwachen. Mittels des Mess- und Heizelementes 32 kann somit ein Einfluss auf den Durchmesser des Werkstückes bei seiner Bearbeitung durch die Schleifscheibe 10 bewirkt werden. Wenn der Hebel z. B. bei einer Betriebstemperatur von 60 °C eine bestimmte Länge hat, son kann diese durch Beheizung des Heizelementes 32 stufenlos und äusserst fein in gewünschter Weise vergrössert werden, wenn das Heizelement 32 beheizt wird. Dieses kann beispielsweise aus einer Heizspirale bestehen. Die Längenmessung kann beispielsweise über Dehnungsmeßstreifen erfolgen. Die Lage der Längsmittelachse 17 des Hebels 16 kann über Winkellagengeber erfolgen. Hierdurch kann eine Feinstverstellung im µ-Bereich ermöglicht werden.

Claims (10)

1. Vorrichtung zum Hinterschleifen und Polygonschleifen an Schleifmaschinen, mit einer in einem um eine zur Schleifscheibenachse (4) parallele Achse (3) schwenkbar gelagerten Lagerkörper (1) angeordneten Werkstück- spindelwelle (6) und mit einem am Lagerkörper (2) angreifenden Hebel (16), der zur Steuerung der oszilierenden Bewegung des Werkstücks gegen die Schleifscheibe durch eine Leitkurvenanordnung (4, 5, 18) betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerbewegung des Hebels (16) mittels einer Schiebeeinrichtung (19) in eine lineare Bewegung des Hebels (16) entlang seiner Längsachse (17) umgesetzt wird, wobei der Hebel (16) in einem festen Abstand (X) senkrecht zu seiner tängsachse an der Schwenkachse (3) des Lagerkörpers (2) angreift.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schiebeeinrichtung (19) aus zwei einstellbaren Gleitflächenelementen (20, 21) gebildet ist, von denen ein Gleittlächenelement (21) am Gehäuse (1) und das andere Gleitflächenelement (20) am freien Ende des Hebels (16) angebracht sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitflächenelemente (20, 21) die beiden Hälften eines entlang seiner Achse längs geteilten Zylinderstücks bilden, wobei die beiden Gleitflächenelemente (20, 21) am freien Ende des Hebels (16) bzw. am Gehäuse (1) in Lagerschalen (22 bzw. 23) abgestützt sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das gehäuseseitige Gleitflächenelement (21) mittels eines Verstellantriebs 24 verschwenkbar ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Lagerkörper (2) und dem Gehäuse (1) eine die beiden Gleitflächenelemente (20, 21) gegeneinander pressende Zugfeder (30) angeordnet ist.
6. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der am Lagerkörper (2) im Gelenkpunkt (15) schwenkbeweglich angelenkte Hebel (16) auf einer Seite mit einer im Eingriff mit der Leitkurvenanordnung (4, 5) stehenden Nockenfolgerolle (18) und auf der gegenüberliegenden Seite mit einer am Gehäuse (1) abgestützen Feder (33) versehen ist.
7. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlängerung der Längsachse (17) des Hebels (16) durch die Achse (7) der Spindelwelle (6) verläuft und senkrecht zur Verbindungslinie zwischen der Schwenkachse (3) des Lagerkörpers (2) und der Achse (7) der Spindelwelle (6) steht, welche in einem Abstand (X) voneinander angeordnet sind.
8. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Hebel (16) ein mit einer Steuereinheit (28) verbundenes Mess- und Heizelement (32) eingesetzt ist, um die Länge des Hebels (16) und die Lage der Längsmittelachse (17) des Hebels (16) zu überwachen.
9. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkachse (3) des Lagerkörpers (2) aus einer Torsionswelle gebildet ist.
10. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Schwenkachse (3) des Lagerkörpers (2) ein Antriebszahnrad (13) für ein auf der Achse (17) der Spindelwelle (6) angebrachtes Abtriebszahnrad (14) angeordnet ist.
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