EP0074664A1

EP0074664A1 - Bohrungsschleifmaschine

Info

Publication number: EP0074664A1
Application number: EP82108450A
Authority: EP
Inventors: Werner Gerhard Lang
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-09-14
Filing date: 1982-09-14
Publication date: 1983-03-23
Also published as: DE3136402A1; WO1983001033A1; JPS58501581A

Abstract

Beschrieben ist eine Bohrungsschleifmaschine mit einem eine Werkstück-Aufspannfläche aufweisenden Drehtisch und einem an einem Ständer längs einer Zustellbahn bewegbaren Zustellschlitten, an welchem ein Schleifsupport mit Antriebsmotor und Spindel befestigt sind, wobei die Spindelachse und die Zustellbahn sich senkrecht zur Aufspannfläche erstrecken, sowie mit einer Abrichteinrichtung für die drehfest auf der Spindel sitzende Schleifscheibe. Um den Einfluß schwekraftbedingter Umwucht des zu bearbeitenden Werkstückes zu beseitigen und das Abrichten der Schleifscheibe zu vereinfachen, ist vorgesehen, daß der Drehtisch auf einer horizontalen, sich quer zur Zustellbahn erstreckenden Vorschubbahn verschiebbar gelagert ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bohrungsschleifmaschine mit einem eine Werkstück-Aufspannfläche aufweisenden Drehtisch und einem an einem Ständer längs einer Zustellbahn bewegbaren Zustellschlitten, an welchem ein Schleifsupport mit Antriebsmotor und Spindel befestigt sind, wobei die Spindelachse und die Zustellbahn sich senkrecht zur Aufspannfläche erstrecken, sowie mit einer Abrichteinrichtung für die drehfest auf der Spindel sitzende Schleifscheibe.
Bohrungsschleifmaschinen dienen zum Ausschleifen vorgebohrter einfacher oder abgestufter Durchgangs- oder Sacklöcher in einem Werkstück, das dazu auf der Aufspannfläche des Drehtisches aufgespannt wird. Das Werkstück wird so eingerichtet, daß die Achse seiner Bohrung mit der horizontalen Drehachse des Drehtisches fluchtet. Beim exakt zentrischen Präzisions-Schleifen entstehen unerwünschte Maßabweichungen an Werkstücken, deren Schwerpunkt nicht in der Bohrungsachse liegt, durch die sich bei der Rotation ergebende ,Unwucht, die eine nach vertikal abwärts weisende Vorzugsrichtung hat. Selbst wenn diese Unwucht durch gleichzeitig auf der rotierenden Aufspannfläche aufgesetzte Zusatz-Massen ausgeglichen wird, bleibt die durch die Richtung der Schwerkraft vorgegebene einseitige Belastung des Drehlagers des Drehtisches bestehen. Dem kann nur durch eine aufwendige und entsprechend teure Dimensionierung des Drehlagers begegnet werden.
Ein weiteres Problem liegt im Abrichten der Schleifscheibe an einer maschinenfesten Diamantspitze oder einer mit Diamanten bestückten Abrichtrolle. Zum reproduzierbaren Abrichten und Neu-Zustellen der Schleifscheibe sind komplizierte Einrichtungen vorgesehen und Manipulationen vorzunehmen, die die Arbeitsgeschwindigkeit der Maschine nachteilig verringern.
Mit der Erfindung sollen daher an der Bohrungsschleifmaschine Maßnahmen vorgesehen werden, die den Einfluß der schwerkraftbedingten Unwucht des zu bearbeitenden Werkstückes beseitigen und möglichst das Abrichten der Schleifscheibe vereinfachen.
Dazu wird nach der Erfindung eine Bohrungsschleifmaschine ge-._' schaffen, bei der der Drehtisch auf einer horizontalen, sich quer zur Zustellbahn erstreckenden Vorschubbahn verschiebbar gelagert ist. Damit sind Schwerkraft-Einflüsse auf die Einrichtung des Werkstückes auf der Aufspannfläche ausgeschaltet und es eröffnet sich zudem die Möglichkeit, das Abrichten der Schleifscheibe so zu vereinfachen, daß sich der Abrichtvorgang in den Schleifvorgang zeitsparend und einfach integrieren läßt.
In Weiterbildung der Erfindung läßt sich das Abrichten besonders einfach dann durchführen, wenn der Ständer auf einer zur Vorschubbahn parallelen Abrichtbahn verschiebbar gelagert ist. Die Abrichteinrichtung kann beispielsweise aus einer Diamantspitze bestehen, deren Halterung maschinenfest verankert ist und die vorzugsweise auf einer zur Abrichtbahn parallelen Senkrechten zur Drehachse des Drehtisches liegt. Die erfindungsgemäße Bohrungsschleifmaschine ist durch die horizontale Ausrichtung der-Aufspannfläche außerdem wesentlich bedienungsfreundlicher als Bohrungsschleifmaschinen mit vertikaler Aufspannfläche.
Die Erfindung geht ergänzend zu den Ansprüchen aus der nachfolgenden Beschreibung des in der beigefügten Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels hervor. Im einzelnen zeigen:

Fig. 1 eine schematische perspektivische Ansicht einer mit den Merkmalen der Erfindung ausgestatteten Bohrungsschleifmaschine;
Fig. 2 eine schematische Seitenansicht der Maschine nach Fig. 1;
Fig. 3 eine schematische Ansicht von oben der Maschine nach Fig. 1 und 2;
Fig. 4 eine Skizze zur Erläuterung der Erfindung;
Fig. 5 - 7 schematische Darstellungen zur weiteren,Erläuterung des Betriebs der Maschine nach Fig. 1.

Die Bohrungsschleifmaschine weist ein Grundbett 2 sowie ein rückwärts angebautes Maschinenbett, 3 von massiver Konstruktion auf. Auf dem Maschinenbett 3 ist ein Ständer 5 in noch zu beschreibender Weise montiert, der an seiner vorderen vertikalen Stirnseite zwei vertikale beabstandete Schienen 51, 52 besitzt die gemeinsam die vertikale Zustellbahn 50 definieren. Auf der Zustellbahn 50 ist ein Zustellschlitten 53 vertikal verschiebbar gelagert, dessen nach vorne vorstehende Arme 54, 55 einen zwischen ihren vorderen Enden gelagerten Schleifsupport 56 tragen. Auf dem Schleifsupport 56 ist ein Antriebsmotor 57 montiert, dessen Abtriebswelle mit einer.parallel zur'Zustellbahn 50 ausgerichteten Spindel 58 zu deren rotatorischem Antrieb gekoppelt ist. Das untere freie Spindelende trägt drehfest eine Schleifscheibe 59.
Der Ständer 5, der in seinem Inneren ein mit dem Zustellschlitten 53 verbundenes Gegengewicht zu der aus den Armen 54, 55 gebildeten Montagegabel und dem Schleifsupport 56 mit den an diesem angebauten Aggregaten enthält, ist auf einer im Ganzen mit 60 bezeichneten Abrichtbahn relativ zu dem Grundbett 2 vorwärts und rückwärts verschiebbar gelagert. Die horizontale und sich rechtwinklig zur Zustellbahn 50 erstreckende Abrichtbahn 60 ist als zwei parallele, beabstandete Schienen auf der Oberseite des Maschinenbetts 3 angeordnet. Ein Glasmaßstab 61 wird von einer neben der Maschine aufgestellten, nicht dargestellten Steuerung abgefühlt, welche die Verschiebung des Ständers 5 nach vorgegebenem Programm steuert.
Auf der Arbeitsbühne des Grundbettes 2 ist ein Vorschubschlitten 42 montiert, der auf einer sich parallel zur Abrichtbahn 60 erstreckenden Vorschubbahn 40 gesteuert vor-oder zurück verschiebbar ist. Der Vorschubschlitten 42 trägt einen Drehtisch 44 sowie einen nicht dargestellten Antriebsmotor, der den Drehtisch 44 um eine zur Zustellbahn 50 parallele, vertikale Achse rotatorisch antreibt. Auf der Aufspannfläche 46 kann ein Werkzeug 48 aufgespannt und so eingerichtet werden, daß die Achse einer Bohrung 49 im Werkstück 48 parallel zur Zustellbahn 50 und damit zur Achse der Spindel 58 verläuft. Die bereits erwähnte Maschinensteuerung fühlt einen weiteren Glasmaßstab 41 am Vorschubschlitten 42 ab und steuert programmgemäß Richtung und Betrag des Vorschubs des Schlittens 42.
Die Antriebsaggregate mit der zugehörigen Stromversorgung sind im Maschinenbett 3 und im Grundbett 2 untergebracht.
Hinter dem Vorschubschlitten 42 ist auf dem Grundbett 2 maschinenfest eine nach vorn abgekröpfte Halterung 74 montiert, die an ihrem freien vorderen Ende eine Diamantspitze 75 trägt. Die Diamantspitze 75 ist in der Bewegungsgeometrie der Maschine so angeordnet, daß sie in einer zur Ausricht-Richtung 65 parallelen Senkrechten zur Drehachse 45 des Drehtisches 44 liegt. Wie insbesondere Fig. 2 zeigt, ist die Drehachse 55' um eine Strecke in der erwähnten Senkrechten relativ zur Drehachse 45 des Drehtisches nach rückwärts versetzt, die sich aus dem Durchmesser der Bohrung 49 im Werkstück 48 und dem Durchmesser der Schleifscheibe 59 ergibt. Wenn der Schleifsupport 56 in den Armen 54, 55 um eine zur Fig. 2 senkrechte Achse schwenkbar gelagert ist, verläuft die Drehachse 55' der Spindel 58 nicht mehr parallel zur Drehachse 45 des Drehtisches, bleibt jedoch innerhalb einer Ebene, in welcher die erwähnte Senkrechte liegt und die senkrecht auf der Abrichtbahn 60 steht. Jedenfalls ist gemäß Fig. 2 der Zustellschlitten 53 und damit die Spindel 58 _bzw. gegebenenfalls die Schwenkachse des Schleifsupports in der durch den Doppelpfeil 50' angedeuteten Richtung senkrecht zur Abrichtbahn 60 vertikal verschiebbar. Diese vertikale Verschiebung wird von der erwähnten Steuerung durch Abfühlen eines am Zustellschlitten 53 befestigten weiteren"Glasmaßstabes 51' gesteuert.
Für das Verständnis des Betriebsverhaltens der Bohrungsschleifmaschine ist wesentlich, daß die Schleifebene 90, die als gemeinsame Tangentialfläche an die zylinderförmige Bohrung 49 und den Schleifzylinder 59 in der Berührungslinie zwischen Schleifzylinder 59 und Innenwand der Bohrung 49 definiert ist, für alle zu schleifenden Bohrungsdurchmesser maschinenfest bleibt. Im Schleifgang fährt der Schleifsupport und damit die Schleifscheibe 59 an der Schleiffläche der Bohrung 49 über deren gesamte Tiefe oszillierend auf und nieder. Durch gleichzeitige Drehung des Drehtisches 44 um die Achse 45 wird die Innenfläche der Bohrung 49 ausgeschliffen. Die Durchmesserzunahme der Bohrung 49 während des Schleifvorgangs wird durch entsprechende Steuerung und Bewegung des Vorschubtisches nach vorne derart ausgeglichen, daß die erwähnte Schleifebene 90 unverändert maschinenfest bleibt. Zum Abrichten fährt der Schleifsupport 56 um ein hinreichendes Stück nach oben, so daß die Schleifscheibe 59 aus der Bohrung 49 freikommt, und der Ständer 5 wird von der Steuerung auf dem Abrichtschlitten 61 soweit nach rückwärts gefahren, bis die rotierende Schleifscheibe 59 die Diamantspitze 75 zum Abrichten kontaktiert. Der abnehmende Durchmesser der Schleifscheibe 59 wird durch.einen entsprechend vergrößerten Abrichthub des Ständers 5 und des Abrichtschlittens 61 auf der Abrichtbahn 60 durch die Steuerung berücksichtigt. Auf diese Weise kann das Abrichten der Schleifscheibe 59 zeitsparend in beliebigen Intervallen in den Schleifvorgang eingefügt werden.
Sind an einem Werkstück 48' gemäß Fig. 5 Bohrungen unterschiedlichen Durchmessers zu schleifen, dann wird der Vor- schubschlitten 42 mit dem Drehtisch 44 zur Vorbereitung des Schleifvorgangs der jeweiligen Bohrung 49' soweit vorr oder zurück verfahren, bis die Schleifkontaktlinie der jeweiligen Bohrung in der Schleifebene 90 liegt. Dadurch nimmt die Drehachse 45', 45" des Werkstücks 48', 48" als Ausgangsposition jeweils einen Abstand zur Spindelachse 55' ein, der durch den Durchmesser der jeweils zu schleifenden Bohrung 49', 49" bestimmt ist.
Gemäß Fig. 7 ist die Halterung 74 mit einer vertikalen Referenzmarke 76 ausgerüstet, die ebenfalls eine Diamantspitze sein.kann. Wie dargestellt, ist die Tiefen-Referenzmarke 76 senkrecht zur Diamantspitze 75 angeordnet und dient einerseits für die Steuerung als Referenz für eine bestimmte, vorgegebene Tiefe, in der die Bohrung 49 ausgeschliffen werden soll. Ist die Tiefen-Referenzmarke 76 eine Diamantspitze, dient sie zum Abrichten der unteren Schleiffläche der Schleifscheibe 59, mit der der horizontale.oder auch angefaste Boden 48a oder eine entsprechende Schulter in der Bohrung 49 geschliffen werden soll. Dadurch lassen sich beliebige Absätze, Fasen oder dergleichen Flächen im Inneren einer Bohrung 49 nach Wunsch definiert ausschleifen.
Dem Fachmann ist klar, daß die Erfindung auf.Einzelheiten des beschriebenen und dargestellten Ausführungsbeispiels nicht beschränkt ist, wobei die Zeichnung als selbständiges Offenbarungsmittel anzusehen ist.

Claims

1. Bohrungsschleifmaschine mit einem eine Werkstück-Aufspannfläche aufweisenden Drehtisch und einem an einem Ständer längs einer Zustellbahn bewegbaren Zustellschlitten, an welchem ein Schleifsupport mit Antriebsmotor und Spindel befestigt sind, wobei die Spindelachse und die Zustellbahn sich senkrecht zur Aufspannfläche erstrecken, sowie mit einer Abrichteinrichtung für die drehfest auf der Spindel sitzende Schleifscheibe, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehtisch (10) auf einer horizontalen, sich quer zur Zustellbahn (50) erstreckenden Vorschubbahn (40) verschiebbar gelagert ist.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ständer (5) auf einer zur Vorschubbahn (40) parallelen Abrichtbahn (60) verschiebbar gelagert ist.

3. Maschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorschubbahn (40) und die Abrichtbahn (60) auf einem einteiligen Maschinenbett (2) ausgebildet sind.

4. Maschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abrichteinrichtung (70) aus einer Diamantspitze (75) besteht, deren Halterung (74) maschinenfest verankert ist.

5. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Diamantspitze (75) auf einer zur Abrichtbahn (60) parallelen Senkrechten zur Drehachse des Drehtisches sich befindet.